近日，昆明理工大学化学工程学院磷化工团队在纳米黑磷阻燃聚合物复合材料研究领域取得重要进展，相关成果以“Interface-Engineered Wood-Based Composite Phase Change Materials Integrating Superhydrophobic, Flame-Retardant, and Antimicrobial Properties for Sustainable Solar–Electric Energy Conversion”为题发表在材料和能源领域顶级期刊Advanced Energy Materials上。

相变储能体系凭借高储热密度和优异的温度调控能力，已成为太阳能高效热利用领域研究的热点方向。其中，以脂肪酸为典型代表的有机相变材料因具有较高的相变焓、良好的化学稳定性以及可调的相变温区而受到广泛关注。然而，这类材料在实际应用中普遍存在热导率低、相变过程中易发生渗漏、缺乏光热转换介质以及可燃性较高等问题，难以满足复杂环境下长期稳定服役的需求。黑磷烯作为一种二维含磷纳米材料，兼具优异的宽光谱吸收能力、高效的光热转换性能和本征阻燃特性，在高性能阻燃复合相变材料领域展现出重要应用潜力。然而，黑磷烯在富氧、潮湿及光照等环境下易发生降解，进而引发结构失稳与功能衰减；同时，仅以黑磷烯作为功能组分，难以兼顾稳定三维支撑结构构筑与高效封装，限制了复合相变体系的多功能集成应用。

针对上述问题，该研究提出了一种界面工程调控策略，利用天然木材的定向微通道作为骨架，构筑了纳米黑磷基功能杂化界面。通过在黑磷烯表面引入金属-多酚网络“盔甲”，有效提升了黑磷烯的稳定性，并增强了黑磷烯与封装基体及有机相变组分之间的界面相互作用，从而实现了结构与界面相容性的协同优化。研究结果表明，该策略构筑的复合相变材料在保持较高潜热储能性能（175.03 kJ kg−1）的同时，光热转换效率达到91.27%，轴向热导率较纯相变材料提升约3.9倍；在阻燃性能方面，得益于纳米黑磷烯在凝聚相和气相阻燃中的协同作用，复合材料的热释放峰值和总热释放量分别降低了27.4%和31.2%。此外，该材料还表现出优异的超疏水自清洁与抗菌性能，并成功实现了稳定的光-热-电转化输出，开路电压最高可达0.65 V。该成果为纳米黑磷阻燃聚合物复合材料在绿色能源转化、热管理及多功能复合材料领域的应用拓展提供了新思路。

昆明理工大学为论文第一完成单位，化学工程学院青年教师孟杨博士为论文第一作者，谢德龙教授和广东工业大学盛鑫鑫教授为论文共同通讯作者。该研究得到了云南省磷化工节能与新材料重点实验室和云南省环境友好高分子国际联合实验室等平台的支持，以及国家自然科学基金、中国博士后科学基金和云南省重点研发计划等项目的资助。

论文链接：https://doi.org/10.1002/aenm.70872

(供稿：化工学院)