炎炎夏日,把空调穿在身上或许不再是梦。目前,中科院深圳先进院团队研发出一种可自主调控温度的微米级胶囊,将其混合进衣服纤维里,就可以实现降温或升温。“我们采用相变材料,目前已实现了吨级制备。”7月27日,深圳先进院材料界面中心主任、副所长喻学锋告诉深圳商报记者。
相变材料即可以转变物理性质的材料,最常见的就是水。当温度低于0℃,水由液态结冰为固态,会放出热量;当高于0℃,水由固态变为液态,会吸收热量。喻学锋团队正是利用这一原理,他们使用的相变材料是石蜡。
“在一定温度下,石蜡也会自行凝固放热或溶解吸热。为运用这一特性,我们用聚氨酯或硅材料做成胶囊,将石蜡封装起来,”喻学锋告诉记者,“有点类似药丸,不过我们的胶囊平均一颗只有一微米。”
据喻学锋介绍,选择石蜡的原因是其成本低,相变温度合适。而此项研究的最大难点在于石蜡的性能提升,以及在保证材料安全的情况下,实现微胶囊的低成本大规模制备。
“石蜡是工业中常见材料,但使用不同提纯方法,制备出的石蜡性能也不同,我们目前的方法可制备出热焓值较高、性能较好的石蜡。”喻学锋表示。
此外,针对聚氨酯含有甲醛的问题,喻学锋团队已实现了去甲醛技术,并将其他无甲醛材料用于微胶囊制备。
据悉,团队在四年前已开始研发,目前已实现二十多种材料的微胶囊吨级制备。此次的控温材料,是微胶囊的应用之一,已用于可擦写墨水、服装等领域。“将微胶囊混合进纤维里,或吸附在其表面,做成衣服。当外界环境高于32℃,胶囊会自动降温,低于32℃,会自动升温。”喻学锋介绍道。
目前,在建筑、半导体等多个领域都有降温材料的需求。喻学锋认为,研发的关键点在于成本问题。比如手机散热,可用价格更高的石墨烯来制备散热材料,而服装领域则要降低成本。“我们研发的石蜡微胶囊,已将成本控制在用户的可接受范围内。国外已有相关成功案例应用,此项成果实现了自主研发,解决了卡脖子难题。”喻学锋表示。
(深圳商报供稿)
编辑 李耿光