由于其高潛熱和化學(xué)穩(wěn)定性，相變材料在熱能儲存和溫度管理方面具有巨大的潛力。然而，在低溫環(huán)境下工作的阻燃、形狀穩(wěn)定的相變薄膜的制造仍然很困難。最近，海南大學(xué)廖建和教授、中國科學(xué)院蘇州納米技術(shù)與納米仿生研究所張學(xué)同研究員團隊將極限氧指數(shù) (LOI) 為 32 的有機聚多巴胺-芳綸納米纖維 (PANF) 氣凝膠薄膜用作主體來限制獨特的相變客體材料（即深共晶溶劑，DES）以制造 PANF-DES主客體阻燃低溫相變薄膜。
PANF 氣凝膠膜是通過多巴胺在芳綸納米纖維水凝膠膜內(nèi)原位聚合制備的，具有 289 m2 g?1的高比表面積。低溫相變材料是由氯化銨 (NH4Cl)、乙二醇 (Eg) 和去離子水 (H2O) 組成的三元 DES。所制備的PANF-DES主客體薄膜的相變溫度為-21°C，熔化焓為225 J g?1，可在無明火的情況下耐火60秒，熱釋放速率峰值（pkHRR）僅為 26.0 MJ kg?1。這項研究為開發(fā)超低易燃相變復(fù)合薄膜開辟了道路，并展示了低溫設(shè)備熱管理的巨大潛在應(yīng)用。相關(guān)論文以題為Flame-Retardant Host–Guest Films for Efficient Thermal Management of Cryogenic Devices發(fā)表在《Advanced Functional Materials》上。
【主圖導(dǎo)讀】
PANF-DES主客體膜的制備過程如圖1所示。主體PANF氣凝膠膜通過ANF水凝膠膜的聚多巴胺改性制備，隨后冷凍干燥，而ANF水凝膠膜根據(jù)先前報道的方法制備。具體來說，ANF 水凝膠膜是通過將刮刀涂層 ANF-DMSO 分散體浸入去離子水中以質(zhì)子化芳綸納米纖維并同時替代 DMSO 來形成的。然后將得到的ANF水凝膠膜轉(zhuǎn)移到去離子水中由三（羥甲基）甲基氨基甲烷和HCl組成的Tris-HCl緩沖液中，同時向Tris-HCl緩沖液中加入多巴胺單體，在冰浴中進行原位聚合用了幾個小時。
示意圖1 PANF-DES 主客體薄膜及其功能的示意圖描述。a) PANF主體膜的示意圖。b)三元 DES 客體的示意圖。c)具有熱管理和阻燃性能的 PANF-DES 主客體薄膜的功能示意圖。
參考文獻：doi.org/10.1002/adfm.202102232
