基于水凝胶的定形相变材料制备与性能研究

摘要：在储冷控温用定形相变材料研究领域，水的相变储冷特性常被忽视. 本研究以丙烯酸和聚乙烯醇为原料，通过交联聚合，辅以冻融循环和表面干燥制备了一类基于聚乙烯醇和聚丙烯酸的水凝胶定形相变材料. 在氢键和冻融循环的作用下，聚乙烯醇和聚丙烯酸相互缠绕形成强大的氢键网络，赋予水凝胶极高的含水量和良好的塑形性能. 将该水凝胶用作定形相变材料，通过其中水的相变实现相变储冷，储冷容量达237 J/g，且50 ℃以下水不会挥发. 该水凝胶定形相变材料具有极好的抗泄漏性能和良好的循环稳定性，50 次冻融循环后储冷性能无变化，且可塑成任意形状，可应用于储冷、冷链控温和冷敷等领域. 此外，为充分利用水凝胶内部的孔隙，通过添加纳米石墨片增强水凝胶骨架的稳定性，并经冷冻干燥得到了一种高孔隙率支撑材料，然后以赤藓糖醇和PEG2000 为相变材料，制备了2 类定形相变材料. 它们均具有极高的相变材料含量和相变储热容量，证明基于水凝胶的聚合物网络骨架是一类良好的支撑材料. 本文所得结果对推进水凝胶材料在热能储存和温度控制领域的应用具有重要的价值.

新材料 2025年09月13日 1 点赞 0 评论 286 浏览

芳纶纳米纤维增强的碳纳米管复合纤维

摘要：利用浮动催化化学气相沉积法可以将性能优异的碳纳米管(CNT)组装成碳纳米管纤维(CNTF)，但如何有效增强碳纳米管纤维内部碳纳米管及其管束之间的相互作用力，以大幅提升其力学和电学性能，是该领域的一个重要难题. 本文提出通过溶剂质子化策略，将芳纶纳米纤维引入碳纳米管纤维，制备得到了高性能的碳纳米管复合纤维材料，其拉伸强度达到1.23 GPa，杨氏模量达到26.97 GPa，相较于初始的碳纳米管纤维分别提升了92.1%和133.5%. 该复合纤维的比强度和比模量分别为28.67和628.67 cN/dtex，与芳纶纤维等高性能纤维相当. 此外，该复合纤维兼具良好的柔性与电学性能，可以直接作为纤维电子器件的电极材料，展现出良好的应用潜力.

新材料 2025年09月16日 1 点赞 0 评论 295 浏览

结构化液体的设计、构筑与应用

摘要：结构化液体是近年来基于二元流体体系，利用固体粒子液/液界面自组装和堵塞相变构筑的一类非平衡态软物质材料，兼具固体的结构稳定性和液体的流动性. 然而，受限于组装基元和成型方法，制备具有精准结构的智能结构化液体及衍生功能材料仍面临挑战. 我们课题组在该领域开展了大量研究工作，在发展界面调控新机制，制备液体/固体新材料，以及实现材料器件新突破等方面取得了系列创新成果. 本专论从固体粒子界面自组装机制出发，重点阐述了一种利用纳米粒子和聚合物液/液界面共组装制备纳米粒子表面活性剂，进而构筑结构化液体的普适策略; 总结归纳了结构化液体在响应性调控、高效精准构筑以及功能材料制备等方面的研究进展; 并对该领域面临的机遇和挑战做出展望.

新材料 2025年09月18日 1 点赞 0 评论 213 浏览

纤维素基水凝胶研究进展

摘要：纤维素基水凝胶是一种基于天然高分子纤维素的三维网络亲水性聚合物，具有良好的生物相容性、高保水性、生物可降解性等特性。随着绿色低碳化发展理念的提出，可持续的天然聚合物材料已成为研究热点。纤维素基水凝胶作为天然聚合物的代表，在软材料领域备受关注。本文总结了纤维素基水凝胶的交联制备方法，主要有物理交联和化学交联。据此，介绍了纤维素基复合水凝胶在生物医药、柔性电子、食品工业、环境保护和生物工程等5 个领域的功能化应用。随着研究不断深入，纤维素基水凝胶将在未来更多领域具备广阔的应用前景。

新材料 2025年10月09日 0 点赞 0 评论 285 浏览

高分子流变在液态金属柔性导体中的影响与研究进展

摘要：自21世纪初以来，由于对可穿戴设备、软体机器人和智能织物的需求不断增加，柔性电子得到了快速发展。在这种情况下，镓基液态金属(LMs) 因其优异的导电性、化学稳定性和生物相容性而在柔性电子领域受到广泛青睐。然而，室温下LMs 作为液体难以控制形貌和形状，限制了它的直接利用。将LMs 分散到高分子基体中形成液态金属高分子复合材料(LMPCs)，则表现出独特的导热、导电、机械和制备性能。因此，这类新兴的软多功能复合材料在可穿戴设备、可拉伸电子产品、软机器人和超级电容器等现在技术中被广泛应用。为更有效地制备和发展这些独特的复合材料，有必要了解它们的流变行为。本文总结了近年来对LMPCs 流变行为的研究进展，主要讨论了不同高分子基体的LMPCs 的流变行为对其机械性能和导电性能的影响，并指出该领域所面临的机遇和挑战。

新材料 2025年10月10日 1 点赞 0 评论 283 浏览

介电弹性体驱动器: 从分子、材料到器件

摘要：介电弹性体是一类响应于外加电场而产生形变的智能高分子材料. 因为其柔顺性、快速响应性和可寻址性, 介电弹性体及其驱动器被视为一种具有广阔应用前景的人工肌肉技术. 分子设计在各个尺度影响介电弹性体的性能: 分子结构改变材料在电场下的极化能力, 聚合物网络结构设计影响材料在力电耦合过程中的变形能力, 影响器件制造的加工方式. 本文结合本课题组在该领域的研究, 从分子、材料和器件三个层次综述介电弹性体的设计原则.

新材料 2025年10月24日 1 点赞 0 评论 270 浏览

压致变色材料: 研究与应用进展

摘要：在设备零部件的精准组装、产品制造过程的质量监控以及性能评估等关键环节中, 界面压力的检测对于优化产品生产流程、加强质量管控和提升产品性能至关重要. 虽然基于电学信号的压力传感器件在响应速率、灵敏度和压力响应范围等方面具有显著的优势, 但其在界面压力成像上仍面临高成本、严苛的测试条件及多设备协同的复杂性等限制. 近年来, 压致变色材料因其压力成像分辨率高、成本低和易大面积制备等特点, 在界面压力检测领域引起了广泛关注. 当前, 压致变色材料已经实现了压力分布的精确可视化, 成像分辨率达到了纳米级别. 然而, 这些材料在压力传感精度、灵敏度和响应范围等方面的调控上仍面临一系列挑战. 基于此, 本文对近年来发展的压致变色材料进行综述, 从压致变色机制、构效关系和性能表现等多个角度进行分类概述, 并探讨了压致变色材料在实际应用中可能遇到的挑战, 并提出可能的解决方案. 我们期望本综述能为压致变色材料的设计、优化和应用提供有价值的参考, 推动其在高端制造业和其他领域的实际应用.

新材料 2025年10月30日 1 点赞 0 评论 412 浏览

柔性散热材料研究进展

摘要：随着电子器件向着高集成化、高功率化、一体化和多功能化方向发展，以及可穿戴器件、柔性显示和软体机器人等新型柔性器件的兴起，对器件的高效散热和柔性可变形能力提出了更高的要求，因此柔性散热材料得到越来越多的关注，具有广阔的应用前景。本文综述了柔性散热材料的研究进展和现状，对比分析了碳基类、聚合物类和液态金属类这三大类柔性散热材料的优缺点，指出兼具优良导热性、柔韧性的复合柔性散热材料具有深厚发展潜力和实用价值。

新材料 2025年10月31日 1 点赞 0 评论 333 浏览

功能性石墨烯/纳米纤维素复合材料研究进展

摘要：石墨烯/纳米纤维素是一种新型功能复合材料。本文以石墨烯和纳米纤维素的结构性能优势为基础,重点对石墨烯/纳米纤维素复合材料的机械性能、导电性、吸附性及导热性进行分析,并对石墨烯-纳米纤维素复合材料的研究及未来发展做了展望。

新材料 2025年11月02日 1 点赞 0 评论 303 浏览

铜纳米材料的研究进展

摘要：铜纳米材料作为透明电极材料氧化铟锡（ＩＴＯ）最有潜力的替代材料而备受关注。然而铜纳米材料在空气中易被氧化，这大大限制了其应用，因此，制备具有抗氧化性的铜纳米材料成为目前研究的焦点。本文主要综述了液相还原法制备铜纳米材料的研究进展，以及铜纳米材料的稳定性研究，同时还介绍了铜纳米材料的应用。

新材料 2025年11月03日 1 点赞 0 评论 315 浏览