近日，中國科學院大連化學物理研究所研究員史全團隊在相變儲能材料研究方面取得新進展。他們通過簡單易行的策略合成了石墨烯基的復合相變材料膜，并將其用于可穿戴的光—熱管理器件。該復合相變材料膜具有優(yōu)異的柔韌性、儲熱和光熱轉(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《化學工程雜志》。

相變儲能材料能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(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。

針對該問題，史全團隊以聚合物和石墨烯為原料合成了具有優(yōu)異柔韌性的復合石墨烯膜，并與相變材料復合，得到柔性的復合相變材料膜。該復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，該材料具有高相變材料負載量，表現(xiàn)出優(yōu)異的儲熱能力，即使經(jīng)過500個熱循環(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，可迅速將太陽能轉(zhuǎn)化為熱能儲存，轉(zhuǎn)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(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。