利用相变材料（PCMs）进行潜热储存的热能储存系统是被动控制建筑物供暖和制冷的理想选择，具有高效和环保性。

近日，美国得克萨斯A&M大学Emily B. Pentzer报道了提出了一种利用球形PCM微珠作为光固化树脂基质黏度调节剂的直接墨水书写（DIW）法生产和打印PCM填充的油墨的一种简便方法。

文章要点

1）研究人员通过高温乳化获得PCM微珠，然后分散在市售的丙烯酸酯树脂中，打印后后用紫外光固化。PCM微珠具有改善油墨流变性和赋予热能管理性能的双重作用。光聚合导致PCM的弹性包容，从而不需要使用外壳材料。基于这一设计理念，研究人员成功地打印了具有高达63 wt%PCM的油墨，使结构具有出色的热调节能力，并且在多次加热和冷却循环中几乎没有泄漏。

2）由于油墨配方与PCM材料的化学成分无关，因此可以将多个PCMs材料并入一种油墨中，从而实现了更宽的工作温度窗口，并提高了结构的热管理能力。研究发现，具有不同熔点（二十烷、石蜡和三十六烷）的PCMs材料可以同时集成到树脂中并在不损害完整性的情况下进行打印。

3）这种方法利用了DIW的优势，消除了当前微胶囊化技术中固有的问题，即体积变化时的流体泄漏，从而便于将PCMs材料结合到建筑材料中。此外，DIW的优异适应性使其可以与各种各样的聚合物基质材料相容，能够定制不同PCM颗粒的装载水平以实现所需的热能管理性能，并控制打印物体的结构。这种方法极大地简化了制造过程，降低了成本。

参考文献

Wei et al., Thermal energy regulation with 3D printed polymer-phase change material composites, Matter(2021)

DOI：10.1016/j.matt.2021.03.019

https://doi.org/10.1016/j.matt.2021.03.019