食品冷冻工业是名副其实的“耗能大户”，当今人类社会生产活动中，制冷每年所消耗的电量约占全球用电量的15% ~ 20%。其中，仅食品冷冻储藏一项所消耗的电量就占到全球用电量的4%，每年耗资约1200亿美元，造成约6.54 × 108吨的CO2排放。对于冷冻食品生产企业而言，其能耗则更为惊人，据统计，冷冻食品生产中，制冷所需能耗在企业全年能耗中的占比高达70%以上。这使得整个食品冷冻工业都面临着巨大的碳排放压力，随着我国“双碳”目标的确立，食品冷冻工业的节能减排工作刻不容缓。据悉，冷冻设备积冰积霜将导致35% ~ 59%的制冷效率损失和20% ~ 40%的能耗增加，不仅让冻品品质大打折扣，更造成了大量的无效碳排放，这已逐渐成为制约食品冷冻工业进一步赋能发展的瓶颈问题。对此，从材料科学视角探索一种绿色高效且兼顾食品摄入安全的抗霜/除冰策略有望提供新的研究思路。

为解决上述问题，近日，华南理工大学孙大文院士团队在化工领域国际期刊《Chemical Engineering Journal》（一区TOP，IF = 15.1）在线发表了题为“Dual-bioinspired and ultra-flexible photothermal eutectogels for highly efficient passive anti-freezing”的研究型论文。受“耐寒动物体液优势抗冻组分”和“变温动物吸收太阳辐射提升体温”的启发，该研究以天然深共晶溶剂（NADES）和碳纳米管（CNTs）为主要功能实现基元，以海藻酸钙（CA）为外骨架支撑，制备获得了双重仿生的超柔性光热共晶凝胶（CNTs/NADES@CA），探索了一种更加高效的纳米填料均匀分散策略，有效减轻了纳米复合材料的应力集中和载荷传递失效问题，在实现材料优异光热抗冻能力的同时，赋予了材料更优异的机械特性，为食品冷冻工业探索了一种食品级高性能界面抗霜/除冰解决方案。华南理工大学孙大文院士为本文唯一通讯作者，田由助理研究员为第一作者。

此前，孙大文院士团队已经就NADES及其赋能的仿生抗冻软物质材料在食品冷冻工业中不同场景的可应用性进行了系统性探索和前瞻性评述（ACS Sustainable Chemistry & Engineering, 2022, 10: 7677-7691; Food Hydrocolloids, 2022, 128: 107568; Food Chemistry, 2022, 371: 131150; Trends in Food Science & Technology, 2020, 95: 131-140）。此次最新研究的发表，是孙大文院士团队有关“基于NADES的可逐级赋能仿生抗冻软物质材料”研究方向的又一次推进。

参考文献https://doi.org/10.1016/j.cej.2024.151143

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