科研人員研發出柔性復合相變材料膜并應用于可穿戴光-熱管理器件

2021-04-13 09:58  來源:中科院之聲  瀏覽:  
中國科學院大連化學物理研究所熱化學研究組研究員史全團隊在柔性相變材料研究方面取得進展,通過簡單易行的策略合成了石墨烯基的復合相變材料膜,并將其應用于可穿戴的光-熱管理器件。該復合相變材料膜具有優異的柔韌性、儲熱能力、光熱轉化能力,為智能可穿戴光-熱管理器件的研究提供了新思路。

相變儲能材料能夠在相對恒定的溫度下吸收和釋放大量相變潛熱,廣泛應用于熱能儲存和溫度控制的熱管理領域。然而,傳統相變材料本身固有的液態泄漏、弱吸光能力以及固態剛性使其在可穿戴的智能光-熱轉化器件研究中具有挑戰性。

為此,研究人員以聚合物和石墨烯為原料合成了具有優異柔韌性的復合石墨烯膜,并將相變材料復合其中得到柔性的復合相變材料膜。該復合相變材料膜具有優秀的形狀穩定性,即使在高于相變溫度時仍然保持固態而不發生泄漏;具有高相變材料負載量,表現出優異的儲熱能力,即使經過500個熱循環和彎曲循環仍然保持穩定;具有出色的光-熱轉化能力,可迅速將太陽能轉化為熱能儲存,轉化效率最高可達96%。研究人員進一步將該復合相變材料膜貼到人體模型表面,結果表明在彎曲狀態其仍然表現出穩定的光-熱轉化性能。該復合相變材料膜表現出可應用于人體可穿戴光-熱管理領域的潛力,為可穿戴智能織物的開發提供了新方向。

相關研究成果以Flexible Graphene Aerogel-based Phase Change Film for Solar-thermal Energy Conversion and Storage in Personal Thermal Management Applications為題,發表在Chemical Engineering Journal上。論文第一作者為大連化物所熱化學研究組2018級博士研究生孫克衍。研究工作得到國家自然科學基金等的支持。

大連化物所研發出柔性復合相變材料膜并應用于可穿戴光-熱管理器件

來源:中國科學院大連化學物理研究所

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