随着建筑结构防护、航空航天装备、轨道交通及国防工程等领域对材料服役性能要求的不断提升，工程材料不仅需要具备优异的力学强度和耐久性，还需满足快速施工、复杂环境适应性以及多功能集成等现实需求。聚脲材料因其反应速度快、固化时间短、弹性恢复能力强和耐磨耐腐蚀性能突出，近年来在防护涂层、防爆加固和工业防护等领域受到广泛关注。然而，传统聚脲体系在承载能力、功能拓展及长期服役稳定性方面仍存在进一步提升空间，限制了其在高端工程场景中的应用潜力。针对这一问题，沈阳航空航天大学孟庆实教授团队发表了一篇综述论文，系统总结了聚脲基纳米复合材料的最新研究进展，围绕其结构特征、性能调控、应用场景及面临挑战进行了全面梳理，为聚脲材料由“工程涂层”向“多功能防护平台”的发展提供了清晰的研究框架。

聚脲结构基础与纳米复合设计：文章首先从聚脲材料的分子结构特征出发，系统阐述了其由软段与硬段构成的微相分离结构以及大量氢键相互作用在决定材料宏观性能中的核心作用。作者指出，这种独特的分子架构赋予了聚脲优异的能量耗散能力、弹性恢复性能和环境耐久性，是其在防护与涂层领域广泛应用的结构基础。在此基础上，综述进一步总结了将不同类型纳米填料引入聚脲体系的设计思路，强调纳米复合并非简单的“填料叠加”，而是需要在保持聚脲原有高弹特性的前提下，通过合理的复合结构设计，实现性能的协同提升。这一部分为理解聚脲基纳米复合材料的设计逻辑奠定了理论基础。

界面工程主导的性能调控机制：在性能调控层面，文章重点分析了纳米填料对聚脲力学性能、自修复行为及耐腐蚀性能的影响机制，并明确指出界面工程是决定复合体系性能发挥程度的关键因素。通过对已有研究的系统比较，作者发现，只有在纳米填料实现均匀分散并与聚脲基体形成稳定界面相互作用的情况下，外加载荷才能有效传递，材料的强度、韧性及服役稳定性才能同步提升。相反，不合理的填料引入往往会导致体系黏度显著上升、加工缺陷增加，甚至削弱聚脲原有的弹性恢复能力。这一总结从机理层面解释了聚脲基纳米复合材料在不同研究中表现差异显著的原因，也突出了界面调控在该领域中的核心地位。

工程应用现状与发展挑战：在应用与展望部分，作者系统归纳了聚脲基纳米复合材料在建筑与结构防护、警用与防爆装备、轨道交通及工业防腐等领域的研究与应用进展，凸显其在快速施工、复杂环境适应性和长期服役可靠性方面的综合优势。同时，文章也客观指出了当前聚脲纳米复合体系在工程化过程中面临的关键挑战，包括异氰酸酯体系带来的环境与健康风险、高填料含量导致的加工窗口受限，以及绿色低 VOC 聚脲体系尚待完善等问题。基于此，综述提出未来研究应围绕先进加工技术、环境友好型聚脲体系以及纳米填料界面精准调控等方向展开，以推动聚脲基纳米复合材料从实验室研究迈向可规模化、可持续的工程应用。

原文信息：

Kangbo Zhao, Xue Gong*, Chunyan Zhang, Jiabin Dai, Qingshi Meng*Advancements in polyurea-based nanocomposites: Properties, applications and challengesAdvanced Nanocomposites 2 (2025) 258–287.

https://doi.org/10.1016/j.adna.2025.04.001

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