纳米材料因其光学、电学、磁学和催化性能，在生物医学、环境修复、能源存储和材料科学等领域展现出应用前景。然而，纳米材料的高比表面积和高活性使其在储存和运输过程中面临诸多挑战。传统的储存方法（如真空干燥和冷冻干燥）虽然能够在一定程度上保持纳米材料的性能，但存在操作复杂、成本高、难以复溶等缺点。此外，纳米材料在运输过程中容易受到环境因素的影响，导致性能下降。因此在冻融条件下保持纳米材料稳定性的储存与运输介质具有重要的科学意义和实际应用价值。

纳米材料储存与运输的现状与挑战

纳米材料的高比表面积与高活性

纳米材料的高比表面积使其具有高的表面能，这导致纳米颗粒在储存和运输过程中容易发生团聚。团聚现象不仅会改变纳米材料的粒径和形貌，还会影响其光学、磁学和催化等性能。此外，纳米材料的高活性使其在储存和运输过程中容易与环境中的其他物质发生反应，导致性能退化。

传统储存方法的局限性

真空干燥：虽然可以去除分散液中的溶剂，但干燥后的纳米材料难以重新分散，尤其是在需要快速复溶的场景中。此外，真空干燥过程中的高温可能会对一些对温度敏感的纳米材料造成损伤。

冷冻干燥：虽然可以在较低温度下进行，但其设备成本高，操作复杂，且干燥后的纳米材料仍然难以重新分散。

有机溶剂保存：虽然可以提高纳米材料的分散性，但有机溶剂的挥发性可能会造成危害。

运输过程中的环境影响

在运输过程中，纳米材料容易受到温度变化、湿度变化和机械振动等环境因素的影响，导致性能下降。特别是在长途运输中，这些环境因素的影响更为。因此，开发一种能够在多种环境条件下保持纳米材料稳定性的储存与运输介质显得尤为重要。

可冻融分散液的作用机制

防止纳米颗粒团聚：分散剂和表面活性剂在纳米颗粒表面形成一层保护膜，阻止颗粒之间的直接接触和团聚。同时，溶剂分子能够与纳米颗粒表面相互作用，形成溶剂化层，进一步稳定纳米颗粒的分散状态。

降低冰晶形成对纳米颗粒的损伤：低冰点溶剂能够降低分散液的冰点，减少冰晶的形成。即使有冰晶形成，由于溶剂的存在，冰晶的生长速度也会减慢，冰晶的尺寸也会减小，从而降低了冰晶对纳米颗粒的损伤。

抑制纳米颗粒的氧化和降解：抗氧化剂和稳定剂可以减少纳米颗粒与氧气、水分等氧化性物质的接触，从而抑制纳米颗粒的氧化和降解。

可冻融分散液在纳米材料储存与运输中的应用效果

提高纳米材料的储存稳定性

可冻融分散液能够在冷冻和解冻过程中保持纳米材料的分散性和稳定性，提高纳米材料的储存稳定性。实验表明，经过多次冻融循环后，纳米材料在可冻融分散液中的粒径分布、形貌结构和表面性质等基本保持不变，而传统的保存方法则会导致纳米材料的团聚、形貌改变和表面性质退化。

延长纳米材料的保存时间

由于可冻融分散液能够有效防止纳米材料的团聚、氧化和降解，因此可以延长纳米材料的保存时间。一些实验表明，纳米材料在可冻融分散液中保存数月甚至数年后，其性能仍然保持良好，而传统的保存方法通常只能保存数周到数月。

保持纳米材料的性能

可冻融分散液不仅能够提高纳米材料的储存稳定性，还能够保持其性能。例如，纳米材料的光学性能、磁学性能、催化性能等在可冻融分散液中保存后，仍然能够保持较高的水平。这对于纳米材料在实际应用中的性能要求具有重要意义，可以确保纳米材料在长期保存后仍然能够满足应用需求。

提高纳米材料的运输便利性

可冻融分散液能够提高纳米材料的运输便利性。由于其良好的分散性和稳定性，纳米材料在可冻融分散液中能够在多种环境条件下保持性能稳定，减少了运输过程中的环境影响。此外，可冻融分散液的制备和使用过程相对简单，成本较低，适合大规模应用。