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        1. 蘇州納米所張學同團隊Advanced Materials綜述:固液主客體復合材料

            眾所周知,固固復合材料是以一種固體材料為基體相以另一種固體材料為增強相形成的復合材料,具有輕質高強特征,已廣泛應用于航空、航天、汽車工業、計算機等各個領域;另一方面,液液復合材料,即乳液,也已在日常生活中得到普遍應用,如護膚品、油漆等。固固復合材料以固體狀態存在,本質上屬于固體材料范疇;而液液復合材料以液體狀態存在,本質上屬于液體材料范疇。固體材料具有骨架穩定、易成型、可加工、力學性能好等特點,固體材料往往難以發生快速動態響應;液體具有界面光滑、動態響應、傳質效率高、自修復等特征,液體本身很難自支撐使用。有別于固固復合材料和液液復合材料,近年來,固液主客體復合材料作為新興材料領域引起了眾多研究學者的廣泛關注。固液主客體復合材料以固體為主體(連續相)材料,以液體為客體(分散相)材料,彌散分布在固體內或連續填充于固體中,它同時兼具固體的屬性和液體的屬性,并衍生出豐富的界面性質和各種單一組分所無法實現的優異性能。 

            1. 固液主客體復合材料的設計及其在光學顯示、紅外隱身、智能響應、柔性電子、氣體分離等領域的典型應用 

            蘇州納米所張學同研究員團隊長期致力于氣凝膠以及氣凝膠固液主客體復合材料研究。氣凝膠是一種分散介質為氣體的凝膠材料,是具有三維網絡結構的多孔納米固體材料,具有低密度、高孔隙率、高比表面積以及低熱導率等獨特性能。氣凝膠獨特的多孔固體結構,能夠為承載功能液體提供限域空間和強毛細作用力,使其在固液主客體復合材料領域大顯身手,從而催生并推動了固液主客體復合材料發展。近年來,該團隊在固液主客體復合材料方面開展了一系列代表性研究工作:提出了石墨烯氣凝膠/相變材料主客體復合體系,展示了其在智能纖維領域的應用(Adv. Mater. 2018, 30, 1801754);研究了凱夫拉氣凝膠/相變材料主客體復合體系,展示了其在紅外隱身、空調纖維等領域的應用(ACS Nano 2019, 13, 2, 2236–2245; ACS Nano 2019, 13, 5703-5711;ACS Nano 2021, DOI: 10.1021/acsnano.1c05693);開展了氮化硼氣凝膠/相變材料主客體復合體系研究,展示了其在5G便攜式電子設備中的熱控管理多元化應用(ACS Nano 2020, 14, 16590-16599);開展了聚多巴胺/芳綸納米纖維氣凝膠薄膜與低共熔相變材料的主客體復合體系研究,發展了具有阻燃和低溫熱管理功能的-客體復合薄膜(Adv. Funct. Mater. 2021, 31, 2102232)。 

            最近,該團隊系統綜述了固液主客體復合材料的最新進展和未來研究方向。首先,介紹了固液主客體復合材料的概念、分類、設計策略(包括材料設計、維度設計、連續性設計、尺寸效應和響應性),以及制備方法。其次,闡述了如何借助多孔固體材料和功能液體材料固有屬性,來獲得固液主客體復合材料的各種優異性能,特別是在光學、熱學、電學、機械、吸附和分離等方面的性能,并進一步展示了固液主客體復合材料在光學器件、熱管理、電磁屏蔽、柔性電子、氣體吸附以及多相分離等領域的應用。此文最后還展望了固液主客體復合材料的未來發展方向,評述了目前所面臨的挑戰和未來的發展機遇。 

            這篇綜述文章以“Solid-Liquid Host-Guest Composites: the Marriage of Porous Solids and Functional Liquids”為題發表在國際期刊Advanced Materials上,中科院蘇州納米所盛智芝副研究員為論文第一作者,張學同研究員為論文通訊作者,該論文工作獲得了國家重點研發計劃、國家自然科學基金、英國皇家學會-牛頓高級學者基金等資助。 

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