1.综述背景
随着低碳能源体系、智能热管理和新型储能技术的发展，能够在较小温度范围内实现高效热调控的功能材料受到广泛关注。相变材料可通过熔融和结晶过程吸收或释放潜热，在建筑节能、电子器件散热、冷链运输和可穿戴设备等领域具有广阔应用前景。然而，传统相变材料多以被动储热为主，材料所处的热状态难以直接识别和可视化。
热致变色材料能够随温度变化发生颜色、透过率或反射率变化，可用于温度指示、智能涂层、包装标签和热响应传感等场景。但这类材料通常储热能力有限，难以单独承担热管理功能。因此，将相变储热与热致变色响应相结合，构建兼具“热量存储”和“温度可视化反馈”的热致变色相变材料，成为智能热管理材料发展的重要方向。
图1 热致变色相变材料的组成与相变行为分类框架
需要指出的是，热致变色相变材料并非简单地将热致变色组分加入相变材料中，而是要在潜热储能、光学响应、结构稳定和循环可靠性之间实现协同平衡。如何在保持较高相变焓的同时，实现稳定、可逆且准确的颜色响应，是该领域亟需解决的关键问题。
图2 热致变色相变材料的发展趋势及应用场景
2.综述内容
该综述从材料性质与分类出发，系统梳理了热致变色相变材料的核心特征。文章指出，该类材料应被视为光学响应与热能存储相耦合的多功能体系，其性能评价不能仅依赖单一相变焓或初始变色效果，而应综合考虑颜色变化、相变温度、潜热储能、循环稳定性、抗泄漏能力和环境适应性等多项指标。
在材料分类方面，论文从热致变色机制、相变储能方式和功能耦合模式三个维度进行了归纳。其中，热致变色机制主要包括电子转移、晶体结构转变、分子开环、配位结构变化和液晶有序结构变化等；相变储能材料涵盖有机相变材料、无机相变材料和共晶相变材料；按照功能耦合方式，又可进一步分为独立双功能复合体系、相变溶剂诱导热致变色体系和相变调控光学响应体系。
图3 热致变色相变材料中的界面限域效应与典型结构形式
在制备策略方面，文章重点总结了六类代表性方法，包括直接共混与形状稳定化、微/纳米封装、Pickering乳液模板封装、溶胶–凝胶无机壳层构筑、无机热致变色相杂化以及复合纺丝与纤维成形。不同制备路线对应不同的结构调控逻辑和应用边界。直接共混工艺简单、相变组分利用率高，但抗泄漏能力有限；微胶囊和无机壳层有助于提高结构稳定性，但可能引入非相变组分并降低相变焓；纤维成形技术则为热致变色相变材料在柔性可穿戴和智能纺织领域的应用提供了新的可能。
文章还进一步梳理了热致变色相变材料在智能窗、建筑节能、智能纺织、人体热管理、温度监测、过热指示和太阳能热利用等领域的应用前景。其中，智能窗材料可通过调节太阳光透过和热量储放降低建筑能耗；智能纺织材料可实现人体温度调节和热状态可视化反馈；温度指示材料则可用于冷链运输、电子设备过热预警和医疗健康监测等场景。
3.总结与展望
该综述指出，热致变色相变材料未来发展的关键，不仅在于提高初始变色效果或相变焓，更在于实现光学响应与热能存储之间的稳定协同。目前，该领域仍面临多方面挑战，包括热致变色响应与相变温度匹配不足、相变焓与结构稳定性之间难以兼顾、循环过程中光学性能和热性能可能不同步衰减，以及材料耐候性、生物安全性和规模化制备能力仍需提升等问题。
面向未来，相关研究需要进一步聚焦低毒环保配方、界面调控、选择性限域结构、长期循环稳定性和标准化评价体系建设。同时，人工智能辅助材料设计、可持续制造工艺、多功能集成和工程化制备技术，也将为热致变色相变材料走向实际应用提供重要支撑。
总体来看，该综述从材料设计、制备方法、性能评价和应用需求等方面系统梳理了热致变色相变材料的发展现状与关键问题，明确了该领域由“功能叠加”向“光–热协同调控”发展的趋势，为高性能智能相变储能材料的设计与应用提供了理论参考和工程思路。
4. 论文与作者信息
西北工业大学刘峰、周永存团队围绕热致变色相变材料的光–热耦合机制、制备策略、结构–性能关系及应用前景进行了系统梳理，相关综述论文以“Thermochromic Phase Change Materials: Optical–Thermal Coupling, Fabrication, and Applications — A Review”为题发表在国际期刊Solar Energy Materials and Solar Cells 上。该论文为热致变色相变材料的性能优化、结构设计和应用拓展提供了重要参考。
西北工业大学材料学院研究生王雪芹为论文第一作者，西北工业大学为论文第一完成单位。该工作得到了国家自然科学基金、陕西省重点研发计划、太仓顶尖研究院创新引导支持项目及苏州实验室开放基金等项目的支持。
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