温和热刺激能够促进血管再生，有效加快生物组织伤口的愈合过程。利用光能和环境中的低温热能对生物组织进行温和热刺激被视为一种安全性高、无毒副产物的生物友好型方式，然而，传统的生物材料难以高效地同时将光能和低温热能转化为可控释放的温和热能。近日，青岛科技大学化学与分子工程学院罗细亮教授/张蕾副教授团队通过发展新型的光热转化型生物敷料在该领域内取得新进展，相关研究以 “Non-covalent framework imparting “hot spring” dressing materials with high energy storage density and long-time heat release for wound treatment”为题，发表在生物材料领域顶级期刊Biomaterials（中科院一区、影响因子12.9）。

光能和环境中的低温热能是广泛存在的两种生物友好型能源，但是利用生物（质）材料同时对两种能源进行高效储存、转化和可控释放仍然是能源利用领域的难题之一。海藻酸钠等多糖类分子本身不具备光热转化的结构基团，发展多糖类光热转化敷料需要借助于光热转化功能结构组件的植入或修饰。近年来，课题组着重于有机功能分子的设计，通过设计开发分子开关类表面活性剂分子，实现了对光能和低温热能的高效利用，并进行了相关的应用探索研究（Small, 2023, 2206623; Chem. Eng. J. 2024, 152870 & 2025, 162847）。此外，将设计开发的分子开关类表面活性剂分子与核酸、纤维素和海藻酸钠等生物分子结合，课题组在高性能纤维材料、生物医用材料和有机催化等领域也取得系列进展（Adv. Sci. 2024, 2402949; Adv. Healthcare Mater. 2024, 2402081; Small 2024, 2406163 & 2303834等）。

本项研究在前期分子开关类储能材料和生物医用材料的研究基础上，通过设计含有偶氮苯结构的表面活性剂分子与天然海藻酸钠分子通过静电作用力结合，制备得到了一种新型的离子复合物材料。该类材料可以在室温条件下通过光照同时对光能和环境中的低温热能进行高效存储，储能密度高达380.6 J/g，其所储存的能量可以通过可见光照射以热能形式进行可控释放。此外，通过对材料结构进行设计，该材料可以在可见光照射下进行长达4小时以上的稳定热能输出，实现了分子开关类储能材料的可见光-热能原位光热转化。海藻酸钠基材料具有良好的生物安全性，基于此，课题组使用该光热转化材料在小鼠伤口的愈合过程中为伤口提供了“温泉式”温和热刺激，研究发现其作为医用敷料可以有效加快生物组织伤口的愈合过程。本项研究为设计具有高能量密度、长效加热功能和热能可控释放的生物友好型医用敷料提供了分子设计策略方面的支持。

论文链接：https://doi.org/10.1016/j.biomaterials.2025.123678