在碳纳米管网络中通过溶剂调节的封装制造热导相变纤维
Yufei Huang1, Xinyin Yang2,3, Jiayi Li4
1School of Materials Science and Engineering, Beijing National Laboratory for Molecular Sciences, College of Chemistry and Molecular Engineering, Academy for Advanced Interdisciplinary Studies, Beijing Science and Engineering Center for Nanocarbons, Peking University, Beijing 100871, China.
ACS nano
|November 6, 2025
概括
研究人员在碳纳米管 (CNT) 网络中使用聚乙烯糖醇 (PEG) 开发了先进的相变纤维 (PCF). 这些新型PCF为可穿戴应用提供了卓越的热调节,将被动缓冲与主动加热相结合.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 纳米技术纳米技术
- 织工程 织工程 织工程
背景情况:
- 个人热管理 (PTM) 系统对于能源效率至关重要.
- 传统的相变纤维 (PCF) 存在低潜热容量和材料泄漏问题.
- 在可穿戴PTM应用中需要先进的材料.
研究的目的:
- 开发具有增强热性能和结构完整性的新型PCF.
- 克服传统PCF的局限性,例如不够的潜热和PCM泄漏.
- 在智能织品中创建用于双模式热调节的多功能材料.
主要方法:
- 在连续碳纳米管 (CNT) 网络中封装聚乙烯糖醇 (PEG).
- 采用凝血浴溶剂调节,优化乙醇/水比率,用于CNT网络收缩.
- 通过可扩展的一步方法制造PEG/CNTs纤维 (PEG/CNTFs(50wt%EtOH)).
主要成果:
- 实现了高相变 (145.2 J/g) 和强大的抗拉强度 (487.0 MPa).
- 证明了出色的导热率 (59.3 W·m-1·K-1) 和电导率 (0.62 MS/m).
- 呈现出高循环稳定性 (500个循环后99.4%的度保留) 和适用于织整合的灵活性.
结论:
- 开发的PEG/CNTs纤维为下一代智能织品提供了变革性的解决方案.
- 该材料通过被动相变缓冲和主动焦尔加热实现双模式的热调节.
- 可扩展的制造和优越的性能使这些纤维适用于先进的可穿戴PTM应用.
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