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Angew. Chem. :本征柔性相变纤维用于人体智能调温2024-12-07
当前,全球正面临气候变化和能源危机两大挑战。人体热管理技术(Personal Thermal Management)可通过调控人体微环境温度保持人体舒适度,避免耗费大量能源来调节人体所处空间的温度,在应对气候变化的同时,可有效减少能源消耗。相变纤维(Phase Change Fibers)是一种纤维型的相变材料,能够在近似恒定的温度下吸收和释放大量潜热,展现出在不同温度下人体热管理的应用潜力。然而,当前研究主要集中于开发基于固-液相变行为的相变纤维上,这类材料在实际应用中面临着储能密度低、耐久性差、易泄露、柔韧性不佳等问题。

 

 

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为了解决上述问题,近日,中国科学院大连化学物理研究所史全研究员团队和吴忠帅研究员团队合作,在前期柔性相变材料(Flexible Phase Change Materials)研究工作基础上,通过进一步调控化学交联过程并结合湿法纺丝工艺,首次制备了具有固-固相变行为的本征高柔性相变纤维。该相变纤维展现出较高的能量存储密度和可调节的相变性质(熔化温度范围为35至46℃,相变焓范围为65至91 J g-1),以及优异的热循环稳定性(相变性能在2000次热循环中几乎保持一致)。

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该相变纤维在制备过程中可通过原位添加染料进行染色,加工成不同颜色的相变纤维;经历100次洗涤循环后相变性能不衰减。此外,该相变纤维易于回收和再加工,具有热诱导形状记忆行为,可与其他纤维(如棉线)进行混合纺织,展现出优异的可加工性、相容性和应用性。

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在实际人体热管理实验中,该相变纤维展现出远超普通棉线的热管理能力,为智能调温纤维的研究与开发提供了新方向。

文信息

Intrinsically Flexible Phase Change Fibers for Intelligent Thermal Regulation

Hanqing Liu, Xinyu Zhang, Shihui Zhang, Yan Kou, Haocheng Fu, Feng Zhou, Zhong-Shuai Wu, Quan Shi

Angewandte Chemie International Edition

DOI: 10.1002/anie.202408857

 

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