[发明专利]一种液态光热转换材料及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种液态光热转换材料及其制备方法与应用。本发明材料由含不饱和碳碳双键的小分子材料掺杂碘组成；在含不饱和碳碳双键的小分子材料中碘掺杂的质量百分含量为0.1～1000％。它的制备方法，包括如下方法(1)或(2)的步骤：(1)将含不饱和碳碳双键的小分子材料暴露在碘蒸气中，熏制，即得；(2)将含不饱和碳碳双键的小分子材料和固体碘单质直接接触，加热反应，即得。本发明应用于制备光热转换材料领域中。本发明制备简单，材料廉价易得，光热产品可批量制备，方法适用性广，并且该材料的材料形态是液态，具有液态材料的独特优势，如柔性、自修复性、掺杂性和生物体内长循环性，结合其光热能力，可集成多种功能智能材料。

技术领域

本发明涉及一种液态光热转换材料及其制备方法与应用，属于光热转换材料领域。

背景技术

光热转换材料是指能吸收光，并转换为热，具有光热转换能力的一类材料，多数以黑色为特点，具有多波段吸收的特征，是光能利用领域研究重点之一，吸引了众多研究者的广泛关注。光热转换能够丰富光能的利用形式，提高光能的利用效率，是当前光能利用率最高的形式之一，已经在海水淡化、分析检测和癌症诊疗等领域发挥着举足轻重的作用。目前，光热转换领域研究的重点与难点是开发新型光热转换材料，一方面要求增加吸收波段，高效利用能量；另一个方面要求提高材料的自身性能，最终拓展光热转换新颖应用。

目前发展的光热转换材料主要可分为碳基光热转换材料、金属基光热转换材料、半导体基光热转换材料、近红外染料小分子和共轭聚合物五种类型。其全部为固体，在具体应用时往往遇到诸多问题。一是，固体材料在使用时，常常因为形变性能差而出现磨损严重甚至折断等现象，造成使用不便的同时，还容易致使器件损坏、浪费资源和导致环境污染。二是，固体材料在与其他材料混合掺杂时，由于“巴西豆效应”，容易出现相分离，造成混合掺杂性能较差。因此，目前许多研究者通过将固体材料制成微米、纳米颗粒，再分散在液体里，从而尽量避开固态材料的缺点。纵然该方法具有一定的效果，但其仍然不能完全避开固体材料的所有缺点。一方面，这种固体在液体中分散稀释了光热转换材料的浓度，降低了光热转换性能。另一方面，在体内长循环时，微米、纳米颗粒容易在内脏和毛细血管处聚集，而很难全部到达病患处，这降低了光热转换材料用于体内疾病检测和治疗的长期效果，并且这些微米、纳米颗粒在体内难以通过代谢而除去，降低了材料的体内长期生物相容性。所以，光热转换材料在材料形态上对固态形貌的依赖，在很大程度上限制了目前光热转换材料在诸多领域的应用，新型光热转换材料的开发和制备仍然面临着严峻的挑战。

相比于固态材料，液态材料具有五个显著的优点：一是，液态材料具有柔性，其受到微小的外力即可产生很大的形变；二是，液体材料具有自修复性，分散的液滴在经过接触后会相互融合，形成大液滴；三是，液体材料具有出色的掺杂和被掺杂能力，很容易加工、修饰或溶解、分散加入其中的功能材料，形成多功能集合体；四是，液体材料在生物体内更易于吸收或排出体外，对生命体的健康生理代谢影响较小；五是，本征液体材料不需借助其他液体稀释，可以形成高浓度甚至纯单一物质体系。基于液态材料的以上优势，将光热转换材料拓展到液体领域，能够更加充分地发挥光热转换材料的优势。因此，发展液态光热转换材料有利于推进光热转换研究在临床医学中的实际应用。

发明内容

本发明的目的是提供一种液态光热转换材料及其制备方法与应用，本发明通过对含有不饱和碳碳双键的小分子液态材料进行特定的碘掺杂，使该类材料的光吸收波长从短波紫外区拓展到可见光甚至近红外光区域，从而该材料在相应波段具有光吸收并将光转换为热的能力；此外，通过不同小分子材料的处理和变化掺杂剂的量，能得到具有不同光热转换能力的液态光热转换材料。

本发明提供的一种液态光热转换材料，该材料由含不饱和碳碳双键的小分子材料掺杂碘组成；

在所述含不饱和碳碳双键的小分子材料中所述碘掺杂的质量百分含量为0.1～1000％。

本发明中，在所述含不饱和碳碳双键的小分子材料中所述碘掺杂的质量百分含量具体可为50％、45～55％、40～60％、0.1～50％、50～1000％或0.1～500％。