这篇文章是一篇原创研究，以下是针对中国学术界的综合介绍：
文章题目：
“Flexible MXene-coated Melamine Foam Based Phase Change Material Composites for Integrated Solar-thermal Energy Conversion/Storage, Shape Memory and Thermal Therapy Functions”
主要作者及单位：
Yao-wen Shao、Wen-wen Hu、Meng-hang Gao、Yuan-yuan Xiao 等，来自中国西南交通大学材料科学与工程学院及教育部先进材料技术重点实验室。
发表期刊及时间：
发表于期刊《Composites: Part A》，2021年1月23日在线发表。
研究领域背景
相变材料（Phase Change Materials, PCMs）在太阳能-热能转换、热管理和热疗方面具有广泛的应用潜力，特别是基于它们能够在相变过程中高效地吸收或释放热量。然而，固-液相变材料的缺陷，如液体泄漏、光吸收效率低下和刚性过强等问题，大大限制了它们在大规模实际应用中的可行性。通过引入三维（3D）多孔框架可以改善这些问题，尤其是具有良好机械柔性及光热吸收性能的新型材料框架。
近年来，二维过渡金属碳化物 MXene（Ti₃C₂Tx）因其优异的光吸收性能、电学导电性和局部表面等离激元效应（Local Surface Plasmon Resonance, LSPR）而受到广泛关注，被广泛用于电磁屏蔽和光热转换等领域。然而，尽管引入MXene可显著提高材料的光热转化效率和稳定性，但传统的MXene气凝胶框架由于易碎且刚性较高，难以满足柔性可穿戴设备及热疗应用要求。因此，开发一种兼具柔性、稳定性和高效光热性能的新型PCM复合材料具有重要意义。
研究目的
本文旨在利用MXene被覆的三维多孔三聚氰胺泡沫（Melamine Foam, MF@MXene）作为支撑框架，制备一种新型相变材料复合体（MF@MXene/PEG），以进行太阳能热转换与储存、形状记忆和热疗功能综合应用研究。研究目标是实现以下创新改进：
1. 提高PCM材料的液态包裹性能和光热转化效率；
2. 赋予材料良好的柔性和形状记忆能力；
3. 将材料应用于皮肤贴合性热疗设备等场景。
材料制备与表征
研究团队首先采用选择性蚀刻和剥离方法制备了二维MXene(Ti₃C₂Tx)纳米片，并通过浸渍涂覆法将其逐层沉积到三聚氰胺泡沫（MF）上，构建3D多孔MF@MXene框架，随后将该框架与聚乙二醇（Polyethylene Glycol, PEG）相结合，制备了MF@MXene/PEG复合材料。具体步骤如下：
- MXene纳米片制备： 通过氢氟酸（HCl）和氟化锂（LiF）的混合溶液蚀刻Ti₃AlC₂（MAX相），随后经过超声剥离处理，获得单层或少层的柔性MXene纳米片；
- MF@MXene框架制备： 通过多次浸涂MXene溶液的方式，在多孔MF骨架上均匀沉积MXene层，并通过真空干燥去除溶剂；
- PCM复合材料制备： 将MF@MXene框架浸入高温PEG溶液中，通过毛细作用吸附PEG至3D骨架中，并进一步去除溶剂，形成复合材料。
在材料表征方面，研究团队利用透射电子显微镜（TEM）、扫描电镜（SEM）、X射线衍射（XRD）、傅里叶红外光谱（FTIR）等技术，分析材料的微观结构、化学组成和结晶特性。同时，通过热差扫瞄量热仪（DSC）以及光热能转化实验系统研究材料的热物理性能和光热转化效率。
性能测试
通过动态流变仪和视觉观察对复合材料的PEG包覆性进行测试。进一步，通过NIR（近红外）光响应实验和形状记忆测试研究材料的光驱动形状记忆性能。此外，研究还构建了以MF@MXene/PEG复合材料为核心的热敷眼罩，测试其作为热疗设备时的可行性及热效果。
1. 材料物理与化学性能
- 成功制备了结构均匀的MXene纳米片以及与此构造的3D MF@MXene骨架；
- MF@MXene/PEG复合材料保持了PEG的高相变焓值（最高为194.1 J/g）和三维多孔结构，90%温度维持比大于80°C；
- 在红外光照射下，材料表现出极高的光热转化效率（最大达92.7%）。
2. 液体包裹能力与热储存性能
- 材料中的MXene框架通过毛细力有效防止PEG泄漏，在固-液相变过程中材料的形状基本未改变；
- MF@MXene/PEG复合材料在100次相变循环后，熔化焓值和结晶焓值几乎无损失，表现出优异的热稳定性。
3. 光响应形状记忆功能
材料的形状记忆性能得益于以下两方面：
- MF@MXene框架提供的弹性力可有效驱动形状恢复；
- MXene的优异光吸收性能使材料在光照下能迅速升温至PEG的熔点，从而实现光热驱动的形状恢复。形状恢复率达100%。
4. 热舒适应用场景演示
研究团队利用MF@MXene/PEG开发了一款热敷眼罩，实现了材料与皮肤的紧密贴合和稳定的热传递，展示了该材料在热疗和柔性可穿戴设备方向的应用潜力。该装置通过光驱动加热，无需传统化学反应，具备环保属性。
科学价值：
文章首次提出了通过MXene修饰的柔性3D结构结合相变材料的设计策略，为光驱动可恢复PCM复合材料的研究提供了新思路。同时揭示了MXene在提升光热性能和增强形状记忆性质方面的重要作用。
应用前景：
该研究拓宽了PCM在能源转换、热管理和热疗设备等方向的创新应用，可适用于智能可穿戴设备、新型热敷装置或太阳能驱动的能源储存系统。
技术创新点：
文章通过多次沉积涂覆法制备了具有优异柔性和机械性能的3D MF@MXene框架，这是对传统气凝胶框架的突破。
此次研究开发了一种集高效光热性能、柔性化和形状记忆功能于一体的新型相变复合材料，并提出其在热舒适设备领域的实际应用解决方案。这为智能热管理技术和可再生能源利用提供了新方向。未来，研究团队或许可以重点关注以下两个方面：大规模工业化生产工艺的优化，以及材料体系对生物兼容性和多场景适应性的进一步探索。