相变材料在太阳能热利用中发挥着关键作用，其在相变过程中能够自发的吸收和释放热能，可以有效地弥补太阳能热利用系统中存在的间歇性和波动性缺陷。然而大多数相变材料存在泄漏、导热系数低、易燃和缺乏有效光热转换介质等问题，成为太阳能相变储热系统发展的瓶颈。
在此背景下，昆明理工大学化学工程学院磷化工团队提出了一种新的设计理念。通过一种简便环保的合成方法，借助木材遗态材料固有的各向异性和单向多孔性来支撑聚乙二醇（PEG），开发出一种新型复合相变材料（CPCMs）。木材改性过程涉及通过蒸发诱导自组装方法将含磷植酸（PA）和二维MXene纳米片杂化结构引入其中。
所制备的CPCMs展现出增强的热导率（0.82 W/mK，约为PEG的4.6倍）以及135.5 kJ/kg的高潜热（91.5%封装率），在至少200次加热和冷却循环中保持热耐久性和稳定性，具有高达98.58%的太阳能-热转换效率。此外，在植酸和MXene的协同作用下，复合材料的阻燃性能显著提高，表现出自熄特性。同时，复合材料还具有出色的电磁屏蔽性能（44.45 dB），有助于减轻电磁波对现代人体健康的危害。该研究为扩展与太阳能收集相关的潜在应用提供了可能性。
上述研究成果以“Leakage Proof, Flame‑Retardant, and Electromagnetic Shield Wood Morphology Genetic Composite Phase Change Materials for Solar Thermal Energy Harvesting”为题发表在Nano-Micro Letters（IF2022=26.6，即时影响因子31.38）上。论文第一作者为化学工程学院2021级硕士研究生陈煜晖，通讯作者为我院孟杨博士后和谢德龙教授。该研究工作得到了国家自然科学基金（22268025）、中国博士后基金（2022MD713757）、云南省博士后基金（34Y2022）及云南省应用基础研究基金（202101BC070001-016）的资助。
论文链接：https://doi.org/10.1007/s40820-024-01414-4
