双层相变凝胶新突破：离子液体赋能高效冷链储存

开发高效可靠的冷能储存材料，对提升冷链系统性能、降低环境负荷至关重要。基于相变材料（PCM）的潜热储能技术虽优势突出，但传统PCM易泄漏、导热系数低的问题，严重制约其实际应用。

水凝胶与离子液体（ILs）因各自优异特性，成为新型相变材料的研究热点。其中典型咪唑基离子液体[Emim][BF4]已广泛应用于相变储能领域，通过凝胶网络封装可有效抑制其泄漏、提升安全性。

针对传统单组分PCM难以兼顾冷能储存、隔热、机械鲁棒性与界面适配性的矛盾，江南大学丘晓琳团队通过氢键和静电耦合，成功构建功能分层的非对称双层相变凝胶。

该凝胶内层为PAM@IL凝胶，通过Fe³⁺配位和单宁酸驱动的氢键形成动态交联网络，具备优异自修复性与多基底强粘附性；外层为海绵状三维骨架，填充SiO₂包覆的正十八烷微胶囊，兼具机械稳定性与缓冲隔热能力。两层通过多重作用力牢固结合。

实验表明：双层凝胶界面结合致密，经50次冷热循环后结构基本完整；PAM@IL凝胶自修复重复性好；不对称结构可通过层厚比调控传热速率，低温平台时长较单层延长近一倍，实现快速热响应与持久保温的协同。

该研究为多功能相变凝胶构建提供了新策略，所研发的离子液体基双层相变凝胶在下一代冷链运输和可持续制冷系统中应用前景广阔。

原文链接：

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1385894726020644

原文作者：

Yang Hu, Xiaolin Qiu, Lixin Lu, Liao Pan, and Tingting Yu

DOI: 10.1016/j.cej.2026.174605