近日，中國(guó)科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所研究員史全團(tuán)隊(duì)在相變儲(chǔ)能材料研究方面取得新進(jìn)展。他們通過(guò)簡(jiǎn)單易行的策略合成了石墨烯基的復(fù)合相變材料膜，并將其用于可穿戴的光—熱管理器件。該復(fù)合相變材料膜具有優(yōu)異的柔韌性、儲(chǔ)熱和光熱轉(zhuǎn)化能力，為智能可穿戴光—熱管理器件研究提供了新思路。相關(guān)研究成果發(fā)表于《化學(xué)工程雜志》。

相變儲(chǔ)能材料能在相對(duì)恒定的溫度下吸收和釋放大量相變潛熱，廣泛應(yīng)用于熱能儲(chǔ)存和溫度控制的熱管理領(lǐng)域。然而，傳統(tǒng)相變材料本身固有的液態(tài)泄漏、弱吸光能力以及固態(tài)剛性使其在可穿戴的智能光—熱轉(zhuǎn)化器件研究中極具挑戰(zhàn)性。

針對(duì)該問(wèn)題，史全團(tuán)隊(duì)以聚合物和石墨烯為原料合成了具有優(yōu)異柔韌性的復(fù)合石墨烯膜，并與相變材料復(fù)合，得到柔性的復(fù)合相變材料膜。該復(fù)合相變材料膜具有優(yōu)異的形狀穩(wěn)定性，即使在高于相變溫度的狀態(tài)下，仍保持固態(tài)而不發(fā)生泄漏；同時(shí)，該材料具有高相變材料負(fù)載量，表現(xiàn)出優(yōu)異的儲(chǔ)熱能力，即使經(jīng)過(guò)500個(gè)熱循環(huán)和彎曲循環(huán)仍然保持穩(wěn)定；此外，該材料還具有出色的光—熱轉(zhuǎn)化能力，可迅速將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為熱能儲(chǔ)存，轉(zhuǎn)化效率最高可達(dá)96%。研究人員進(jìn)一步將該復(fù)合相變材料膜貼到人體模型表面，結(jié)果表明，在彎曲狀態(tài)其仍表現(xiàn)出穩(wěn)定的光—熱轉(zhuǎn)化性能。

該復(fù)合相變材料膜表現(xiàn)出可用于人體可穿戴光—熱管理領(lǐng)域的潛力，為可穿戴智能織物的開發(fā)提供了新方向。