热能作为自然界中能够利用的并普遍存在的能源类型,通常无法被连续且高效利用。相变材料(PCM)在相变过程中可以在几乎恒定的温度下存储和释放大量热能。因此,PCM在许多领域存在应用,包括能量收集装置,红外隐身,热开关,热疗,热致变色显示器和智能可穿戴设备等等。然而,为了实现可持续的热能存储,PCM的绿色制造和回收问题尚待解决。聚合固-固相变材料(SSPCM)由于出色的潜热而受到了广泛的关注。但是,聚合物SSPCM的绿色制造和回收利用对可持续热能存储的发展具有重要意义。此外,3D打印可以帮助聚合物SSPCM克服形状限制并优化架构,从而实现有效的结构设计和热管理。基于此,北京化工大学张军营教授和程珏等人提出了一种新颖、简易的3D打印策略,来制备可回收和可调节的梳状/刷状相变聚硅氧烷网络(Si-ODT-x)。
文章要点
1)接枝晶体的烷基链含量可以有效调节网络的潜热(从24.9 J/g到125.3 J/g),相变温度(从24.9°C到53.6°C),网络的热机械和粘弹性。
2)研究了降解和再循环机制,并通过3D打印将Si-ODT-100制造为具有形状记忆能力的器件。
3)采用Si-ODT-25和碳纤维布制造了可穿戴,可循环利用和多响应的相变复合材料,适用于人体的温度管理。这项研究巧妙地结合了梳子/牙刷网络的可定制相变能力,聚硅氧烷的可回收性以及有效的光诱导硫醇-烯烃click反应,这将为储热材料提供无限的可能性。
参考文献
Jiahao Ma, et al. 3D Printable, Recyclable and Adjustable Comb/Bottlebrush Phase Change Polysiloxane Networks toward Sustainable Thermal Energy Storage. Energy Storage Materials. 2021
DOI: 10.1016/j.ensm.2021.04.033
https://doi.org/10.1016/j.ensm.2021.04.033