香港科技大学唐本忠教授团队 JACS：AIE-多酸晶体稳定自由基实现高效光热转化

背景：太阳能的高效转换与利用是当前研究热点，其中光热转换因能利用全太阳光谱而备受关注，但如何有效捕获占太阳光谱约54%的近红外光仍是核心挑战。现有近红外光热材料中，无机体系性能调控受限，有机体系则常因复杂的合成过程和溶解性修饰而牺牲结构完整性，难以建立精确的构效关系。聚集诱导发光（AIE）材料因其独特的分子转子结构，为构建光热材料提供了理想平台，但将其吸收拓展至近红外区并保持结构精确性仍面临挑战。研究目的：香港科技大学与香港中文大学（深圳）唐本忠教授研究团队旨在发展一种简单快速构筑晶态光热材料的新方法，并揭示其微观增强机制。结论：该团队报道了一类新型晶态光热杂化材料——AIE分子-多金属氧酸盐（POM）晶体（APC），通过室温下一步自组装快速制得。该晶态框架促进了强分子内电荷转移；同时，溶剂中微量过氧化物在规整晶格中诱导产生大量稳定自由基，使APC实现了覆盖300-2000 nm的全光谱宽带吸收。晶态基质中AIE转子的运动为激发态能量耗散提供了高效的非辐射途径。三者协同作用，使APC展现出优异的光热转换性能，可作为结构明确的分子加热器应用于太阳能驱动海水淡化。该研究揭示了电荷转移、自由基稳定与分子运动协同增强光热转换的微观机制，为理性设计下一代高性能晶态光热材料提供了新思路。