近日,中國(guó)科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所研究員史全和副研究員寇艷團(tuán)隊(duì)開發(fā)出一種基于赤蘚糖醇的多能響應(yīng)柔性時(shí)空相變材料膜(cETCK)。該時(shí)空相變材料膜不僅可實(shí)現(xiàn)赤蘚糖醇相變潛熱在過(guò)冷狀態(tài)下的長(zhǎng)期存儲(chǔ)與可控釋放,還具備良好的柔韌性、機(jī)械性和多重能量響應(yīng)特性,在可穿戴熱管理領(lǐng)域展現(xiàn)出良好的應(yīng)用潛力。相關(guān)成果發(fā)表在《化學(xué)工程雜志》。
研究團(tuán)隊(duì)在前期工作中提出了“時(shí)空相變材料”的概念,實(shí)現(xiàn)了赤蘚糖醇的穩(wěn)定過(guò)冷與可控釋熱,并通過(guò)離子交聯(lián)和功能化集成制備了形狀穩(wěn)定的赤蘚糖醇基時(shí)空相變材料,以及具有光熱轉(zhuǎn)化功能的時(shí)空相變太陽(yáng)能光熱燃料。
本工作中,研究團(tuán)隊(duì)在前期工作基礎(chǔ)上,進(jìn)一步將赤蘚糖醇與聚氨酯柔性基體復(fù)合,引入共軛聚合物和卡波姆構(gòu)成的雙網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),通過(guò)氫鍵和空間限域效應(yīng)在分子層面抑制結(jié)晶,實(shí)現(xiàn)赤蘚糖醇穩(wěn)定過(guò)冷,并通過(guò)機(jī)械刺激觸發(fā)可控釋放出相變潛熱,展現(xiàn)出相變潛熱長(zhǎng)時(shí)存儲(chǔ)與可控釋放的特性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,該時(shí)空相變材料膜熔融相變焓達(dá)222.2J/g,經(jīng)300次熱循環(huán)后焓值保持率為89.3%,室溫下輕微壓力觸發(fā)即可使相變膜的溫度在2分鐘內(nèi)迅速升至42℃以上。
該時(shí)空相變材料膜具有良好的柔韌性和機(jī)械性能,經(jīng)碳納米管表面修飾后,展現(xiàn)出光、電、機(jī)械多物理場(chǎng)耦合響應(yīng)能力,以及在可穿戴領(lǐng)域的潛在應(yīng)用前景,為發(fā)展下一代高度集成化與智能化的可穿戴熱管理系統(tǒng)提供可行的技術(shù)路徑。
(關(guān)鍵字:塑料)
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