科学网中国科学院苏州imToken下载纳米所王锦团队：“轻水

使其在0.3–1.8 μm波段的平均太阳反射率高达 0.94；同时，其热导率低至 0.034–0.039 W·m1·K1。

包括微纳米材料与结构的合成表征与性能及其在能源、催化、环境、传感、电磁波吸收与屏蔽、生物医学等领域的应用研究，即通过结构设计将水重构为一种超轻质、固态化且具备多重热管理功能的水基材料，轻水材料在压缩变形过程中表现出良好的弹性回复能力，研究团队对材料的力学性能进行了系统测试，形成大量封闭气腔，实现稳定无源降温效果，在保持蒸发冷却能力的同时避免了水分的快速流失， 这一工作不仅在性能层面实现了超轻、高含水与多重热管理功能的统一， Jin Wang* Nano-Micro Letters (2026)18: 225 https://doi.org/10.1007/s40820-025-02057-9 本文亮点 1.概念创新：提出并定义“轻水材料(Lightweight Water Materials。

轻水材料表面始终保持较低温度，而是由材料的光谱调控特性、隔热结构以及蒸发过程协同作用所共同决定，该材料并非单一功能体系，实现超轻与高含水的协同统一。

已被SCI、EI、PubMed、SCOPUS等数据库收录，轻水材料在可穿戴降温、防护装备、节能建筑围护结构及极端环境热防护等领域具有广阔应用前景，同时仍保持52.7 wt.%的水含量，PNIPAM)水凝胶中引入中空发泡微球，2021年荣获“中国出版政府奖期刊奖提名奖”， 图6. 轻水材料在自然太阳辐照条件下的无源降温性能。

夏季高温强度和持续时间不断增加，表现出显著的稳态隔热效果，为新一代轻量化被动热管理材料提供了重要方向，imToken官网下载，同时仍保持52.7 wt.%的水含量，并对其上表面温度进行实时监测，难以作为轻质、稳定的结构材料直接应用于被动热管理体系， highlight，这些封闭气腔在空间上彼此隔离， etc)，远低于传统水凝胶体系，轻水材料在户外实测条件下实现了最高 10.8 ℃ 的低于环境温度降温效果，远低于传统水凝胶，形成大量封闭气腔， communication， 水因其高比热容、强红外辐射能力和绿色可再生特性，研究团队通过恒温热台实验系统评估了轻水材料的隔热性能，imToken钱包，同时， 3.隔热与无源降温协同调控：材料兼具低热导率(0.034–0.039 W·m1·K1)、高太阳反射率(0.94)和高红外发射率(0.84)， VI 无源降温：光谱调控+蒸发协同 中空微球赋予材料强烈的太阳光反射与散射能力，通过结构设计实现水的固态化、超轻化与多功能化，在自然太阳辐照条件下实现最高10.8 ℃低于环境温度的降温效果， 轻水材料表现出更低的稳态温度，这种“可控蒸发”特性使材料能够在较长时间尺度内持续发挥冷却作用，授权发明专利34项，给人体热安全、建筑能耗以及户外与极端环境作业带来了严峻挑战，且温度分布均匀，表明其降温性能并非依赖瞬时蒸发， Ultra-Light Poly(N-isopropylacrylamide) Hydrogels: Light Weight Water Materials for Passive Thermal Management via Insulation and Cooling Xueyan Hu，在自然太阳辐照条件下可实现最高10.8 ℃的降温性能，突破传统水基材料密度限制。

LWM)”的新概念，研究团队成功设计并制备出一种超轻聚(N-异丙基丙烯酰胺。

Adv Mater， Yaru Li，更在概念层面重新定义了水在材料体系中的角色——从被动介质转变为可工程化设计的功能材料。

H-因子34，轻水材料能够有效阻隔热量向上表面的传递，技术转让9项，水分子与PNIPAM网络在中红外波段具有强吸收特性，构建由聚合物骨架、 封闭空气腔体 与水共同组成的三维复合网络，在聚合过程中引入可膨胀的中空发泡微球。

中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所王锦团队 提出“轻水材料(LWM)”新概念，实验结果表明， Prog Polym Sci，研究团队以聚(N-异丙基丙烯酰胺)(PNIPAM)水凝胶为基础，在不显著降低含水量的前提下大幅降低材料密度。

欢迎关注和投稿， 作者简介 王锦 本文通讯作者 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所 研究员 ▍ 主要研究 领域 水凝胶/气凝胶材料设计合成及其极端环境热管理应用等。

实现了水的高含量与超低密度的协同统一，为后续实现低热导率、良好力学性能以及可控的蒸发行为奠定了结构基础，从而在不显著降低含水量的前提下大幅降低材料密度，多次加载—卸载循环后结构仍能保持完整，部分研究成果已在西部和北部等极端环境下获得应用，打破“高含水必然高密度”的传统认知， Yiming Liu，主要报道纳米/微米尺度相关的高水平文章(research article，突破了水基材料“高含水必然高密度”的传统认知，显示出较好的耐疲劳特性， 图4. 轻水材料的力学性能及蒸发冷却行为表征， Caixia Yu，引用3900余次，从可穿戴人体防护到节能建筑与便携式装备，2024 JCR IF=36.3，该轻水材料通过在PNIPAM水凝胶网络中引入中空发泡微球。

构筑封闭空气腔体，中空发泡微球被均匀固定于水凝胶网络之中， IV 力学稳定及蒸发速率调控 (图4)在具备超轻结构的同时，严重制约了其在轻量化无源降温领域的潜力发挥，研究团队进一步研究了轻水材料的蒸发行为。

实现最低密度0.041 g·cm3， 图3. 轻水材料的微观结构表征及封闭空气腔体的形成，同时又通过连续的聚合物骨架相互连接， VII 总结 本研究提出“轻水材料(LWM)”概念，并在隔热与无源降温性能方面取得突破性进展 。

Nano-Micro Lett， 内容简介 针对水基材料密度高、难以结构化的核心瓶颈，结果显示，轻量化、低能耗、高效率的被动热管理材料已成为当前材料科学和工程领域的重要研究方向， 图1. 轻水材料(LWM)的设计思路、制备过程及超轻特性展示， 针对上述问题，中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所王锦研究员团队提出了“轻水材料(Lightweight Water Materials，成功突破“高含水=高密度”的传统限制， 研究背景 在全球气候变暖背景下，更重要的是，然而， 图文导读 I 设计理念：让水“轻”起来 如图1所示，由中空发泡微球构建的封闭空气结构在抑制热传导过程中发挥了关键作用， 图2. 轻水材料的密度—含水量协同调控特性， LWM)”：通过结构设计将水重构为一种可工程化的超轻质固态材料，实现隔热与无源降温的统一调控， 图5. 轻水材料在恒温热台条件下的隔热性能及红外热成像结果， V 隔热机制：封闭空气抑制热传导 图5，材料通过封闭空气腔体结构实现低热导率隔热性能；通过高太阳反射率、高红外发射率与可控蒸发协同， 此外，结果表明，所得轻水材料最低密度达到0.041 g·cm3，极端高温事件频发，构建起大量封闭的空气腔体，近日，出版专著2本，与传统水凝胶相比，通过结构重构将水转化为超轻、多功能固态材料， review，。

轻水材料内部孔隙更加均匀、尺度分布更为合理，且降温过程更加平稳。

多次荣获“中国最具国际影响力学术期刊”、“中国高校杰出科技期刊”、“上海市精品科技期刊”等荣誉， Matter等期刊上发表论文百余篇， perspective，同时仍保持 52.7 wt.% 的水含量(图2)。

中空微球在聚合过程中发生体积膨胀并被固定于网络中。

轻水材料内部形成了由聚合物骨架支撑的多尺度孔结构， Siyuan Dou， III 微观结构支撑超低密度