双光子水凝胶

光热效率近两倍

仿生豹变色龙皮肤的双层光子带隙结构，深层增强光热转换，浅层实现pH/温度变色传感，集高效抗菌治疗与实时诊断于一体。

秦家强 · Yang, Yun · Peng, Xu · 苏萌

Materials Horizons 2026

具体参数

碳黑光热转换效率提升

{'zh': '1.75', 'en': ''} 倍

碳纳米管光热转换效率提升

{'zh': '1.80', 'en': ''} 倍

光热转换效率提升

{'zh': '1.94', 'en': ''} 倍

技术优势

效率最高提升近两倍

深层大颗粒形成的光子带隙与近红外光重叠，将嵌入光热剂的转换效率提升1.75–1.94倍。

无需标记的感染监测

浅层小颗粒与pH/温度响应性水凝胶结合，产生快速、高灵敏、宽范围的可见颜色变化，无需额外标记物即可指示感染状态。

单一平台适配多种光热剂

对碳黑、碳纳米管和MXenes三类不同光热剂均实现效率提升，不需要针对每种材料重新设计光子结构。

应用场景

• 光热抗菌治疗：近红外照射下高效杀菌，效率提升最高1.94倍。
• 变色传感水凝胶：颜色随pH/温度快速、宽范围变化，无需仪器即可目视读数。
• 伤口敷料：集光热杀菌和感染监测于一体，促进感染伤口愈合。
• 细菌感染诊疗：治疗与诊断协同，实时反馈感染状态。
• pH/温度传感：利用水凝胶响应性变色，同时指示pH和温度。