近日,大连化物所热化学研究组受邀撰写了关于聚合物固-固类相变材料的综述文章,系统评述了聚合物固-固类相变材料的合成设计、功能化策略及其在储热与热管理领域的应用,并对该领域未来发展进行了展望。
相变材料是一类在自身恒温相变过程中可吸收或释放大量潜热的热能存储材料,已广泛应用于电子设备热管理、冷链运输、建筑节能材料以及智能纺织品等热管理领域。其中,固-固类相变材料在相变过程中具有优异的形状稳定性,可避免巨大体积变化率及液相泄漏的风险与问题,在相关领域中展示出更广阔前景。研究组前期致力于聚氨酯固-固类相变材料的相关研究,并取得了系列研究进展,包括本征柔性固-固相变薄膜的开发(Energy Storage Mater. 34, 2021, 508-514),可自修复的可见/红外隐身的相变膜(Adv. Funct. Mater. 33, 2023, 2212259),湿法纺丝技术研发智能温控的聚合物相变纤维(Angew. Chem. Int. Ed. 63, 2024, e202408857),具备控温功能的止血相变纤维绷带(Energy Environ. Mater. 2026, e70326)

在本综述中,结合前期研究组工作系统总结了一系列合成设计策略,包括利用高分子量二醇、异氰酸酯类交联剂及扩链剂反应合成聚氨酯类固-固相变材料,二元酸与二元醇酯化反应制备聚酯类固-固相变材料,以及通过酯交换反应合成聚酯类固-固相变材料。同时,该综述阐述了通过分子工程策略设计功能化的聚合物固-固相变材料,例如引入动态共价键赋予自修复性能、与阻燃剂结合制备阻燃相变材料、设计可生物降解的绿色聚合物相变材料等等。
相关研究成果以“Polymerized Solid-Solid State Phase Change Materials: Design, Preparation, and Application”为题,发表在《欧洲化学》(Chemistry - A European Journal)上。该工作的第一作者是大连化物所热化学研究组博士研究生张馨予。上述工作得到了国家自然科学基金、辽宁省自然科学基金以及辽宁省科技联合计划项目的资助。(文/图 张馨予)
文章链接:https://doi.org/10.1002/chem.202503615