近日，中國科學院大連化學物理研究所研究員史全和副研究員寇艷團隊開發出一種基于赤蘚糖醇的多能響應柔性時空相變材料膜（cETCK）。該時空相變材料膜不僅可實現赤蘚糖醇相變潛熱在過冷狀態下的長期存儲與可控釋放，還具備良好的柔韌性、機械性和多重能量響應特性，在可穿戴熱管理領域展現出良好的應用潛力。相關成果發表在《化學工程雜志》。
時空相變材料膜示意圖。大連化物所供圖
研究團隊在前期工作中提出了“時空相變材料”的概念，實現了赤蘚糖醇的穩定過冷與可控釋熱，并通過離子交聯和功能化集成制備了形狀穩定的赤蘚糖醇基時空相變材料，以及具有光熱轉化功能的時空相變太陽能光熱燃料。
本工作中，研究團隊在前期工作基礎上，進一步將赤蘚糖醇與聚氨酯柔性基體復合，引入共軛聚合物和卡波姆構成的雙網絡結構，通過氫鍵和空間限域效應在分子層面抑制結晶，實現赤蘚糖醇穩定過冷，并通過機械刺激觸發可控釋放出相變潛熱，展現出相變潛熱長時存儲與可控釋放的特性。實驗結果表明，該時空相變材料膜熔融相變焓達222.2J/g，經300次熱循環后焓值保持率為89.3%，室溫下輕微壓力觸發即可使相變膜的溫度在2分鐘內迅速升至42℃以上。
該時空相變材料膜具有良好的柔韌性和機械性能，經碳納米管表面修飾后，展現出光、電、機械多物理場耦合響應能力，以及在可穿戴領域的潛在應用前景，為發展下一代高度集成化與智能化的可穿戴熱管理系統提供可行的技術路徑。
相關論文信息：https://doi.org/10.1016/j.cej.2025.167630
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