航天任務所採用的發電系統，往往需要持續運作數年、數十年甚至更久，期間只有極低的維護甚至零維護。熱電發電機由於不含任何移動零部件，具有極高的魯棒性，因而備受航天領域廣泛使用。不過，熱電發電機的電能產出會隨溫差變小而下降，這是其主要限制。

香港浸會大學物理學系王樹仁博士及團隊與意大利技術研究院、白俄羅斯國立信息技術無線電電子大學的學者合作，研發了名為「光子超材料吸收器」（PtMM）的全新納米結構塗層，有望解決現時熱電發電機在航天領域面對的挑戰。

團隊以金屬－絕緣體－金屬（metal-insulator-metal，MIM）多層結構為基礎，並採用一種與工業兼容的超薄材料塗層。塗層表面布設了納米尺寸的金屬十字形共振器，這種十字結構可激發局域等離激元共振，與介電層及底部金屬反射層形成的 Fabry–Pérot 腔體共振協同作用，使塗層表面的等效阻抗更接近自由空間，從而降低反射；同時，底部金屬層亦可抑制光線穿透。

納米十字 PtMM 及局域等離激元共振

意大利技術研究院展示利用電子束光刻技術製造納米十字 PtMM 幾何形狀的圖案化可行性

換言之，這種設計可同時減少反射與透射，將入射陽光限域於納米結構之中，並以歐姆損耗的形式高效率轉化為熱能，再集中傳遞至熱電裝置的熱端，從而擴大熱端與冷端之間的溫差，提升熱電輸出。塗層在可見光範圍內的最高吸光率高達 99%，平均吸光率亦超過 95%。

研究成果已刊於期刊《PCCP》（物理化學化學物理）

• https://doi.org/10.1039/D5CP04738B

論文第一作者是浸大／意大利技術研究院的 Mikita Marus。共同通訊作者是王樹仁博士、意大利技術研究院的 Remo Proietti Zaccaria。

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