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柔性智能材料新突破:科学家打造多响应时空相变薄膜

作者:admin 点击:129次 发布时间:2025-09-05

近日,中国科学院大连化学物理研究所研究员史全与副研究员寇艳团队成功研制出一种基于赤藓糖醇的多能响应柔性时空相变材料膜(cETCK)。该材料不仅能够实现赤藓糖醇相变潜热在过冷状态下的长期储存与可控释放,还具备优异的柔韧性、机械性能和多重能量响应特性,在可穿戴热管理领域显示出广阔的应用前景。相关研究成果已在《化学工程杂志》上发表。

研究团队在前期工作中首次提出“时空相变材料”概念,实现了赤藓糖醇的稳定过冷与可控释热,并成功开发出形状稳定的赤藓糖醇基时空相变材料及具有光热转化功能的时空相变太阳能光热燃料。

在本研究中,团队进一步将赤藓糖醇与聚氨酯柔性基体复合,引入由共轭聚合物和卡波姆构成的双网络结构。该结构通过氢键和空间限域效应在分子层面抑制结晶,从而实现赤藓糖醇的稳定过冷,并可通过机械刺激触发其可控释放相变潜热,展现出优异的热量长期存储与按需释放性能。实验结果显示,该相变材料膜的熔融相变焓达到222.2 J/g,经300次热循环后仍能保持89.3%的焓值;在室温下仅需轻微压力触发,就可在2分钟内使膜温度迅速上升至42℃以上。

该材料还表现出良好的柔韧性和机械强度。经碳纳米管表面修饰后,更具备光、电、机械多物理场耦合响应能力,在可穿戴设备热管理方面具有潜在应用价值,为发展高度集成化、智能化的新一代可穿戴热管理系统提供了新的技术路径。

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