日前，我院先进高分子材料研究所王万杰教授团队在低红外发射与辐射热管理材料领域取得新进展。相关成果以“High-strength, low infrared-emission nonmetallic films for highly efficient Joule/solar heating, electromagnetic interference shielding and thermal camouflage”为题发表在材料领域国际著名期刊《Materials Horizons》上（IF＝15.7）。材料学院2020级硕士生张宇轩为第一作者，王建峰副教授和王万杰教授为共同通讯作者，郑州大学材料学院为唯一通讯单位。

低红外发射材料在红外隐身、辐射热伪装、被动辐射加热、建筑节能等领域具有广泛应用。金属是典型的低红外发射体，但其易腐蚀、密度高、难加工等缺点限制了其应用。自然界中，具有类金属强度的非金属低红外发射材料非常少见。MXene具有与金属相媲美的表面低红外发射率，但宏观组装的MXene材料（如薄膜）力学性能普遍较差，抗拉强度只有几十兆帕，远低于金属，严重阻碍了其实际应用。引入增强材料能起到很好的增强效果，但引入的增强材料通常是高红外发射体，严重增加了MXene薄膜的红外发射率。如何制备与金属强度相当的低红外发射MXene材料依然极具挑战。本研究通过真空辅助交替抽滤的方法构筑了具有连续GO增强内层和连续MXene功能化外层的MXene/GO交替多层薄膜（MGM薄膜），赋予MXene/GO纳米片更高取向排列性、更强氢键相互作用和更致密层状结构。MGM薄膜兼具高强度(422 MPa)和低红外发射率(12%)，可与典型不锈钢薄膜(415 MPa、15.5%)相媲美。MGM薄膜具有优异的红外隐身（辐射热伪装）性能，可将高温物体的热辐射温度从511°C降低到176°C。除低红外发射率外，MGM薄膜还具有高太阳吸收率(77.5%)和高导电性(3871 S/cm)，赋予其优异的光热转换性能（实际太阳光照下光热转换效率70.2%）、焦耳加热性能和高比电磁屏蔽效能。同时，MGM薄膜的力学性能、红外隐身、太阳能/焦耳加热、电磁屏蔽性能可以在长时间户外老化后保持稳定，也可以抵抗许多严酷的应用场景。

此外，该团队通过磁控溅射ITO和表面喷涂MXene纳米修饰层，构筑了可见光透明的低红外发射高分子复合薄膜材料，其展现出优异的红外隐身、被动辐射加热和光热转换能力，该工作以“Visible transparent, infrared stealthy polymeric films with nanocoating of ITO@MXene enable efficient passive radiative heating and solar/electric thermal conversion”为题发表在国产领军期刊Nano Research上（IF＝10.3）。材料学院2020级硕士生杜星园为第一作者，王建峰副教授和王万杰教授为共同通讯作者，郑州大学材料学院为唯一通讯单位。

上述研究得到国家自然科学基金、郑州大学优秀青年人才创新团队、中国博士后特别资助/面上、河南省重点研发与推广专项等项目资助。（供稿人：王建峰）

全文链接：https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2022/mh/d2mh01073a

https://link.springer.com/article/10.1007/s12274-022-4962-6