來(lái)源 | Nature Communications

01

背景介紹

相變材料(PCMs)是一系列具有優(yōu)異能量存儲(chǔ)能力的材料，能夠在接近恒定的溫度下存儲(chǔ)/釋放大量潛熱，使其在熱管理技術(shù)創(chuàng)新中發(fā)揮不可或缺的作用。同時(shí)在應(yīng)對(duì)環(huán)境污染和能源危機(jī)方面具有相當(dāng)大的潛力。目前，有機(jī)固液PCMs(如石蠟、脂肪酸)因其穩(wěn)定的理化性質(zhì)、低腐蝕性和天然成本優(yōu)勢(shì)而備受關(guān)注。然而，這種傳統(tǒng)的PCM存在泄漏問(wèn)題，不理想的機(jī)械柔軟性和韌性，不能滿足復(fù)雜環(huán)境下柔性電子產(chǎn)品熱管理應(yīng)用中的戳、彎曲、扭曲和拉伸要求。為了解決基于PCMs的電子產(chǎn)品的上述問(wèn)題并提高其廣泛的適用性，通過(guò)在PCMs內(nèi)部引入具有特征結(jié)構(gòu)的適當(dāng)載體來(lái)提高靈活性以適應(yīng)苛刻的安裝條件是面臨的長(zhǎng)期挑戰(zhàn)。

02

成果掠影

近期，上海交通大學(xué)李廷賢團(tuán)隊(duì)和西南交通大學(xué)袁艷平團(tuán)隊(duì)針對(duì)解決可穿戴式柔性熱管理相比材料的泄露和剛性問(wèn)題取得最新進(jìn)展。該團(tuán)隊(duì)將具有高相變焓和低成本的(PW）作為儲(chǔ)能介質(zhì)固定在苯乙烯-乙烯丁烯-苯乙烯烯烴嵌段共聚物（SEBS-OBC）形成的三維交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)中。通過(guò)加上過(guò)氧化物誘導(dǎo)的化學(xué)交聯(lián)效應(yīng)，可以高效批量和快速制造PW@OBC-SEBS復(fù)合材料(即這里的F-FSPCMs)。由于OBC-SEBS對(duì)脆性和彈性改善的獨(dú)特相互作用，F(xiàn)-FSPCMs的柔韌性得到了顯著增強(qiáng)，斷裂應(yīng)變從23%增加到560%。此外，作為概念驗(yàn)證，設(shè)計(jì)了一個(gè)集成的便攜式F-FSPCMs模塊，并在重復(fù)循環(huán)過(guò)程中實(shí)現(xiàn)了恒溫效果(39-42°C，持續(xù)43分鐘)，從而證明了可穿戴熱管理的獨(dú)立式溫度控制能力，有利于提高個(gè)人熱舒適性。此外，F(xiàn)-FSPCMs還具有高達(dá)176.0 J/g的高潛熱焓，優(yōu)異的熱穩(wěn)定性和強(qiáng)疏水性，表明其在柔性電子產(chǎn)品可穿戴熱管理的高功率密度應(yīng)用中的潛在用途。研究成果以“Ultraflexible, cost-effective and scalable polymer-based phase change composites via chemical cross-linking for wearable thermal management”為題發(fā)表于《Nature Communications》。

03

圖文導(dǎo)讀

圖1. 制造PW@OBC-SEBS復(fù)合材料（F-FSPCMs）的流程示意圖。

圖2. F-FSPCMs交聯(lián)響應(yīng)的論證。

圖3. PW、OBC和PW@OBC-SEBS復(fù)合材料(F-FSPCMs)的熱性能。

圖4. F-FSPCMs彎曲過(guò)程中OBC和SEBS鏈段的示意圖。

圖5. PW@OBC-SEBS復(fù)合材料(F-FSPCMs)的力學(xué)性能。

圖6. PW@OBC-SEBS復(fù)合材料的熱管理應(yīng)用。

END

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