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  發(fā)展清潔、可持續(xù)的新能源技術(shù)對(duì)實(shí)現(xiàn)碳中和、緩解能源危機(jī)勢在必行，其中，可將太陽能轉(zhuǎn)化為熱能的光熱材料和技術(shù)在發(fā)電、海水淡化、家庭供暖等領(lǐng)域具有重要應(yīng)用前景。聚合物基光熱復(fù)合材料因其重量輕、耐腐蝕、易加工和機(jī)械柔韌性等優(yōu)點(diǎn)受到廣泛關(guān)注。然而，由于固有的填料/基體結(jié)構(gòu)脆弱性，傳統(tǒng)的Janus結(jié)構(gòu)和3D多孔結(jié)構(gòu)光熱材料在重復(fù)載荷下很容易出現(xiàn)裂縫或斷裂，且通常會(huì)導(dǎo)致在實(shí)際應(yīng)用中能量收集性能的退化。迄今為止，如何獲得高效和機(jī)械耐用的光熱材料仍然是一個(gè)重大挑戰(zhàn)。

  在自然界中，蜘蛛絲、關(guān)節(jié)軟骨、珍珠層、竹子等多種強(qiáng)韌的生物材料都具有有序多層次結(jié)構(gòu)，其特點(diǎn)是通過超分子鍵連接的微/納米增強(qiáng)骨架。受此啟發(fā)，研究人員基于液態(tài)金屬（LMs）獨(dú)特的機(jī)械可變形特性，通過動(dòng)態(tài)交聯(lián)和固相拉伸技術(shù)制備了一種超強(qiáng)韌的LMs/聚合物基光熱復(fù)合材料。

圖1 材料結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)示意圖

  憑借動(dòng)態(tài)交聯(lián)界面，單寧酸包裹的核殼結(jié)構(gòu)LMs液滴可以在固相拉伸過程中隨著聚合物鏈的定向結(jié)晶同時(shí)被擠壓，從而使LMs納米顆粒能夠均勻地編程在剛性超高分子量聚乙烯納米纖維骨架中。

圖2 結(jié)構(gòu)與成分表征

  得益于這種仿生有序多層次結(jié)構(gòu)，所得復(fù)合材料具有超強(qiáng)寬帶光吸收（96.9-99.3%）、優(yōu)異的光熱轉(zhuǎn)換能力（η_PT = 77.3%）、卓越的機(jī)械性能（拉伸強(qiáng)度283.7 MPa，可提起自身重量200 000倍的物體）和長期結(jié)構(gòu)可靠性（承受100 000次彎曲循環(huán)）。作者還進(jìn)一步展示了基于該材料的模擬真實(shí)環(huán)境太陽能熱電發(fā)電機(jī)系統(tǒng)，為高性能、穩(wěn)定輸出的太陽能收集材料設(shè)計(jì)和制造提供重要途徑。

圖3 光熱性能表征

  上述工作近期以“Ultrarobust Photothermal Materials via Dynamic Crosslinking for Solar Harvesting”為題發(fā)表在《Small》上。論文第一作者為四川大學(xué)高分子研究所博士生黃鑫，通訊作者為高分子材料工程國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室張楚虹教授和張新星研究員，本研究工作得到國家自然科學(xué)基金（51933007、51873123、52173112）、四川省杰出青年科學(xué)基金（2021JDJQ0017）和四川大學(xué)工科共性學(xué)科特色方向項(xiàng)目（No：2020SCUN）資助支持。

  論文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/smll.202104048