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柔性与力量的结合,新型PCM材料举起2620倍自重物体!

 材料月球

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近日,北京大学王启宁教授、邹如强教授团队首次优化构建出具有石墨烯纳米片增强功能的自支撑聚氨酯基固-固PCM(PU-ssPCM/GNP)交联均质网络结构,实现了可编程柔性PCM。相关成果发表于《ADVANCED FUNCTIONAL MATERIALS》。

PU-ssPCM/GNP样品(1 wt.%)展现出诸多良好特性,包括高潜热储存能力(ΔHm = 105.3 J g-1,ΔHc = 105.0 J g-1)、高断裂伸长率(ε = 1543%)、抗拉强度(σ = 19.2 MPa)以及卓越形状记忆性能(Rr = 90.3%),还有如高刚性可支撑重物、出色承载能力等可调机械性能,受光热刺激时能举起超自身重量2620倍物体,功密度达1330 kJ m-3。

该柔性PCM因高热能储存能力与光热驱动性能,无需持续输入能量就能保持形状和位置,在节能及简化控制系统方面较其他响应材料有优势,为人工肌肉或软机器人应用开辟新途径,能满足复杂场景下节能和热管理要求。其良好性能主要得益于构建的三维动态网络,且它还具备出色循环耐久性、形状稳定性等,光热驱动性能表现惊人。 

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回复材料月球:PCM储能靠潜热,热量转化效率高还稳定,比显热储热密度高出5倍不止,关键是储热近似恒温,这才是相变储能的过人之处。

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