在各种储能方式中，蓄热技术因为既能够在时间或空间上匹配热能供应和需求，也能集成到包括太阳能、风能、地热能、水力等可再生能源的能源系统中，所以受到了广泛关注。由于单位质量的存储能量密度高，并且存储和释放热量之间的温差较小，相变储热材料是最适合储存和有效利用可再生热能的材料之一。相比于无机相变材料和共晶相变材料，有机相变材料（聚乙二醇、石蜡、月桂酸、肉豆蔻酸等）成本低，绿色环保，储热密度高，热可靠性好，易于调节的相变温度，从而被广泛使用。然而，液体泄露、低导热性、低导电性和弱光吸收能力等缺点既限制了有机相变材料储存和释放能量的速度，又缩小了它们的应用领域。因此，研究者开发了高导热、高导电的多功能载体材料来封装有机相变材料制备复合相变材料，相变材料和功能载体材料的耦合可以实现多种能量转换应用，如光热转换、电热转换、光热电转换、磁热转换、声热转换。近年来，随着交叉学科的快速发展，多功能相变材料正在进入更前沿的跨学科领域，如热调节医疗应用、热驱动机械应用、热调节催化应用等。

　　近日，北京师范大学陈晓&北京科技大学王戈团队以“Phase Change Thermal Storage Materials for Interdisciplinary Applications”为题在《Chemical Reviews》（影响因子：72.087）上发表长篇综述文章，系统总结了相变材料在交叉学科中的最新研究进展，揭示了复合相变材料的微观结构与热物理性能之间的相关性。全文共72页，5.4万字，40张图。

　　太阳能的高效捕获、转换和储存对于提高能源利用率和实现可持续发展具有重要意义。理想的光驱动相变材料应该以高效的光热转换效率吸收整个太阳光谱上的太阳辐射能。然而，纯相变材料具有低太阳吸收率和高反射率，让其很难直接用于光热转换。这就需要向纯相变材料中添加光热掺杂剂，目前常用的光热掺杂剂主要有金属材料、半导体材料和聚合物分子材料三大类，它们通过不同的光热转换机制将太阳能转换成热能。

　　相变材料基电热转换技术具有连续性和稳定性的优点，并且转换装置体积小、速度快、效率高且便携，这在锂电池、电子设备、动力车辆的热管理中显示出大的应用潜力。然而，纯有机相变材料通常表现出低热导率（0.2-0.3 W/m·K）和电导率（10-14-10-13 S/m），这限制了其在电热转换技术的应用。为了克服这些缺陷，具有优异导电/热性、低密度和高机械强度的各种碳材料（碳纳米管、石墨烯、碳气凝胶、碳纤维等）已被引入相变材料中。电热转换和存储的基本机制：当导电相变复合材料连接到电路时，在电场的作用下，移动电子会与其他基团或分子之间的碰撞，产生焦耳热，使相变复合材料的温度急剧升高，直到达到其的熔点，此时相变材料开始经历有序-无序相变，并以潜热形式将焦耳热储存起来。

　　根据布朗弛豫理论，钴、镍、铁及其氧化物等顺磁材料在交变磁场下与磁场发生相互作用，并将磁场能量转换为热量。把具有磁热转换特性的顺磁材料与相变材料结合可制备出磁驱动相变材料。顺磁性Fe3O4纳米颗粒是磁驱动相变材料最常见的添加剂。

　　声热材料（氧化石墨烯、碳纳米管等）将吸收声波，并通过振动模式下固体域中的分子摩擦将其转化为热能。当声波通过狭窄且不规则的网状孔隙时，内部空腔会产生反射、吸收和多次散射，导致分子摩擦。分子摩擦将声能转换成热能，热能被传递到相变材料并以潜热的形式存储。