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儀表網 研發快訊】近日，大連化學物理研究所氫能與先進材料研究部熱化學研究組(DNL1903組)史全研究員團隊與催化基礎國家重點實驗室二維材料化學與能源應用研究組(508組)吳忠帥研究員團隊合作，在前期柔性相變薄膜的研究基礎上，進一步改進化學交聯合成方法，并利用濕法紡絲技術，開發出了一種具有固-固相變特性的本征柔性相變纖維。
相變纖維是一種纖維型的相變材料，能夠在近似恒定的溫度下吸收或釋放大量熱能，展現出不同環境下對人體溫度進行調控的應用潛力。然而，目前的研究集中于開發基于固-液相變材料的復合相變纖維上，這類材料在實際應用中面臨著儲能密度低、耐久性差、易泄露，尤其是柔韌性不佳等問題。
本工作在前期柔性相變儲能材料(Energy Storage Mater.，2021)研究基礎上，通過進一步調控化學交聯過程并結合濕法紡絲工藝，制備出具有固-固相變特性的本征高柔性聚合物基相變纖維。該纖維展現出較高的能量存儲密度和可調節的相變性能(相變溫度為35℃至46℃，相變焓為65J/g至91J/g)，并且經歷2000次冷熱循環后相變焓值幾乎未發生變化。此外，團隊在制備過程中可原位染色制備出顏色各異的相變纖維，也可與其他纖維(如棉線)進行混合紡織，表現出優異的相容性和可加工性。實際人體熱管理實驗結果表明，該柔性相變纖維具有優異的溫度控制性能，為新一代智能調溫纖維材料的研究與發展提供了新方向。
近年來，史全團隊一直致力于新型相變儲能材料的研究與開發，取得系列進展(Angew. Chem. Int. Ed.，2024；Adv. Funct. Mater.，2023；Nano energy，2024)；此外，為了更好的提升相變材料的性能，結合吳忠帥團隊在新型二維功能化材料方面的優勢(ACS Energy Letters, 2024；Energy & Environmental Science，2023；Angew. Chem. Int. Ed., 2024)，共同合作開發出一系列功能性復合相變材料 (Energy Storage Mater.，2021；Nano-Micro Lett.，2023；Energy Storage Mater.，2021)，實現了基于化學熱力學指導對相變材料熱力學性質的調控與功能性的開發。
相關研究成果以題為“Intrinsically Flexible Phase Change Fibers for Intelligent Thermal Regulation”，發表在《德國應用化學》(Angewandte Chemie International Edition)上。該工作的第一作者是我所DNL1903組與508組博士研究生劉漢卿。上述工作得到國家自然科學基金、我所創新基金等項目的資助。(文/圖 劉漢卿)
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