近日,我院田青勇等老师在功能聚氨酯薄膜研究领域取得新进展,相关研究成果以“Light‐driven, super‐Fast self‐healing transparent MXene/W18O49/polyurethane films with superior toughness for thermal management”为题发表在Advanced Science, 2025, DOI: 10.1002/advs.202416805。我院硕士研究生睢晓晴、材料学院姚伟睛为共同第一作者,田青勇和许群老师为论文通讯作者。
近年来,光、热、电、湿度等多场耦合效应刺激薄膜材料响应研究,显著提升了材料的环境交互能力与功能多样性,在可穿戴柔性电子器件、智能窗户、防伪技术等多个领域具有应用价值,但传统光热复合薄膜普遍存在不透明、机械性能差、加工难度大等问题,严重限制了其实际应用;此外,使用过程中薄膜易损伤,也削弱其性能,缩短其使用寿命。
针对上述问题,田青勇等老师和学生,通过将聚氨酯(PU)自修复聚合物与等离子体增强的MXene和W18O49复合,成功制备了一系列具有快速光触发自修复能力的透明薄膜(PUMW)。在添加0.06%质量比的光热功能材料,可使PUMW聚合物温度显著提升,在0.45 W cm−2的光照强度下,PUWM薄膜温度可快速升至102 °C,同时保持79%以上透光率;同时,该材料具有高效快速的自修复能力,机械性能也得到显著提升,韧性从75.2提高至116.5 MJ m−3;对该聚合物薄膜作为热管理材料应用时,相较于未覆盖的对照模型可实现10 °C的降温效果,显示其未来在绿色建筑领域的应用潜力。

此外,田青勇等老师用超临界CO2辅助固相刻蚀方法,成功制备出具有独特表面端基的二维MXene材料(Rare Metals, 2025, https://doi.org/10.1007/s12598-025-03442-4);通过引入MXene光热填料并结合2D/3D打印技术,实现了在近红外光照射下对形状记忆与自愈合信息编码器件的远程、非侵入性触发,为多层次、多维度信息存储与加密技术的开发提供了新思路(Chemical Engineering Journal, 522, 2025,167643. Small Science, 2025, 5: 2500091)。
文章链接:
https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.202416805
https://link.springer.com/article/10.1007/s12598-025-03442-4
https://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S1385894725084827
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/smsc.202500091