眾所周知，固固復(fù)合材料是以一種固體材料為基體相而以另一種固體材料為增強相形成的復(fù)合材料，具有輕質(zhì)高強特征，已廣泛應(yīng)用于航空、航天、汽車工業(yè)、計算機等各個領(lǐng)域；另一方面，液液復(fù)合材料，即乳液，也已在日常生活中得到普遍應(yīng)用，如護膚品、油漆等。固固復(fù)合材料以固體狀態(tài)存在，本質(zhì)上屬于固體材料范疇；而液液復(fù)合材料以液體狀態(tài)存在，本質(zhì)上屬于液體材料范疇。固體材料具有骨架穩(wěn)定、易成型、可加工、力學(xué)性能好等特點，但固體材料往往難以發(fā)生快速動態(tài)響應(yīng)；液體具有界面光滑、動態(tài)響應(yīng)、傳質(zhì)效率高、自修復(fù)等特征，但液體本身很難自支撐使用。有別于固固復(fù)合材料和液液復(fù)合材料，近年來，固液主客體復(fù)合材料作為新興材料領(lǐng)域引起了眾多研究學(xué)者的廣泛關(guān)注。固液主客體復(fù)合材料以固體為主體（連續(xù)相）材料，以液體為客體（分散相）材料，彌散分布在固體內(nèi)或連續(xù)填充于固體中，它同時兼具固體的屬性和液體的屬性，并衍生出豐富的界面性質(zhì)和各種單一組分所無法實現(xiàn)的優(yōu)異性能。
圖1. 固液主客體復(fù)合材料的設(shè)計及其在光學(xué)顯示、紅外隱身、智能響應(yīng)、柔性電子、氣體分離等領(lǐng)域的典型應(yīng)用
蘇州納米所張學(xué)同研究員團隊長期致力于氣凝膠以及氣凝膠固液主客體復(fù)合材料研究。氣凝膠是一種分散介質(zhì)為氣體的凝膠材料，是具有三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的多孔納米固體材料，具有低密度、高孔隙率、高比表面積以及低熱導(dǎo)率等獨特性能。氣凝膠獨特的多孔固體結(jié)構(gòu)，能夠為承載功能液體提供限域空間和強毛細(xì)作用力，使其在固液主客體復(fù)合材料領(lǐng)域大顯身手，從而催生并推動了固液主客體復(fù)合材料發(fā)展。近年來，該團隊在固液主客體復(fù)合材料方面開展了一系列代表性研究工作：提出了石墨烯氣凝膠/相變材料主客體復(fù)合體系，展示了其在智能纖維領(lǐng)域的應(yīng)用(Adv. Mater. 2018, 30, 1801754)；研究了凱夫拉氣凝膠/相變材料主客體復(fù)合體系，展示了其在紅外隱身、空調(diào)纖維等領(lǐng)域的應(yīng)用(ACS Nano 2019, 13, 2, 2236–2245; ACS Nano 2019, 13, 5703-5711；ACS Nano 2021, DOI: 10.1021/acsnano.1c05693)；開展了氮化硼氣凝膠/相變材料主客體復(fù)合體系研究，展示了其在5G便攜式電子設(shè)備中的熱控管理多元化應(yīng)用(ACS Nano 2020, 14, 16590-16599)；開展了聚多巴胺/芳綸納米纖維氣凝膠薄膜與低共熔相變材料的主客體復(fù)合體系研究，發(fā)展了具有阻燃和低溫?zé)峁芾砉δ艿闹?客體復(fù)合薄膜(Adv. Funct. Mater. 2021, 31, 2102232)。
最近，該團隊系統(tǒng)綜述了固液主客體復(fù)合材料的最新進展和未來研究方向。首先，介紹了固液主客體復(fù)合材料的概念、分類、設(shè)計策略（包括材料設(shè)計、維度設(shè)計、連續(xù)性設(shè)計、尺寸效應(yīng)和響應(yīng)性），以及制備方法。其次，闡述了如何借助多孔固體材料和功能液體材料固有屬性，來獲得固液主客體復(fù)合材料的各種優(yōu)異性能，特別是在光學(xué)、熱學(xué)、電學(xué)、機械、吸附和分離等方面的性能，并進一步展示了固液主客體復(fù)合材料在光學(xué)器件、熱管理、電磁屏蔽、柔性電子、氣體吸附以及多相分離等領(lǐng)域的應(yīng)用。此文最后還展望了固液主客體復(fù)合材料的未來發(fā)展方向，評述了目前所面臨的挑戰(zhàn)和未來的發(fā)展機遇。
這篇綜述文章以 “Solid-Liquid Host-Guest Composites: the Marriage of Porous Solids and Functional Liquids” 為題發(fā)表在國際期刊 Advanced Materials 上， 中科院蘇州納米所 盛智芝副研究員為 論文 第一作者，張學(xué)同研究員為 論文 通訊作者，該論文工作獲得了國家重點研發(fā)計劃、國家自然科學(xué)基金 、英國皇家學(xué)會 – 牛頓高級學(xué)者基金等資助。
