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  發展清潔、可持續的新能源技術對實現碳中和、緩解能源危機勢在必行，其中，可將太陽能轉化為熱能的光熱材料和技術在發電、海水淡化、家庭供暖等領域具有重要應用前景。聚合物基光熱復合材料因其重量輕、耐腐蝕、易加工和機械柔韌性等優點受到廣泛關注。然而，由于固有的填料/基體結構脆弱性，傳統的Janus結構和3D多孔結構光熱材料在重復載荷下很容易出現裂縫或斷裂，且通常會導致在實際應用中能量收集性能的退化。迄今為止，如何獲得高效和機械耐用的光熱材料仍然是一個重大挑戰。

  在自然界中，蜘蛛絲、關節軟骨、珍珠層、竹子等多種強韌的生物材料都具有有序多層次結構，其特點是通過超分子鍵連接的微/納米增強骨架。受此啟發，研究人員基于液態金屬（LMs）獨特的機械可變形特性，通過動態交聯和固相拉伸技術制備了一種超強韌的LMs/聚合物基光熱復合材料。

圖1 材料結構設計示意圖

  憑借動態交聯界面，單寧酸包裹的核殼結構LMs液滴可以在固相拉伸過程中隨著聚合物鏈的定向結晶同時被擠壓，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 結構與成分表征

  得益于這種仿生有序多層次結構，所得復合材料具有超強寬帶光吸收（96.9-99.3%）、優異的光熱轉換能力（η_PT = 77.3%）、卓越的機械性能（拉伸強度283.7 MPa，可提起自身重量200 000倍的物體）和長期結構可靠性（承受100 000次彎曲循環）。作者還進一步展示了基于該材料的模擬真實環境太陽能熱電發電機系統，為高性能、穩定輸出的太陽能收集材料設計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”為題發表在《Small》上。論文第一作者為四川大學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實驗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基金（51933007、51873123、52173112）、四川省杰出青年科學基金（2021JDJQ0017）和四川大學工科共性學科特色方向項目（No：2020SCUN）資助支持。

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