相變儲能材料膜實現穿戴熱管理

在人體彎曲動作中，柔性器件仍保持穩定的熱管理性能。近日，中國科學院大連化學物理研究所研究員史全團隊與催化基礎國家重點實驗室研究員吳忠帥團隊合作，開發了一種柔性相變儲能材料膜，并將其與柔性石墨烯膜相結合應用于可穿戴熱管理器件。相關研究成果發表在《能源存儲材料》雜志上。

相變儲能材料能夠在恒定溫度下吸收和釋放大量潛熱，可作為一種高效熱能儲存與溫度控制介質廣泛應用于電子器件熱管理領域。傳統相變儲能材料一般利用其固液相變行為進行儲能與控溫，然而，固相材料剛性大、不具備柔性；液相材料在相變過程中會發生泄漏，無法應用于柔性可穿戴器件熱管理。史全團隊通過化學聚合的方法獲得了一種柔性相變儲能材料膜。該相變材料膜具備表觀的固—固相變特性，相變焓和相變溫度在5℃～60℃溫度范圍內可調，冷熱循環1000次后仍然表現出穩定的相變性能。該相變材料膜還表現出優異的本征柔韌性，可折疊或裁剪成任何形狀，并可制備大尺寸膜，為大規模制備柔性相變材料膜提供了可能。

相變材料膜與柔性石墨烯膜集成得到的柔性熱管理器件，可在不同溫度、光照及電加熱情況下表現出優異的溫度控制、光熱轉化及電熱轉化性能，最高電—熱轉換效率可達94%。研究人員進一步將大尺寸柔性熱管理器件縫制到衣服上，在人體彎曲動作中，該柔性器件仍然保持穩定的熱管理性能。