TAMU開發可3D打印的新型相變復合材料

魔猴君  行業資訊   1380天前

相變材料（簡稱 PCM）的特點，是能夠隨著溫度的變化，而切換不同的物質形態。而其最具前景的應用場景之一，就包括了建筑物的溫度調節。比如 PCM 材料可在吸收熱量時熔化成液體，并為周圍環境提供冷卻。而當環境溫度過低的時候，材料又會再次凝固，并釋放之前已儲存的熱量。

此前，已有研究人員將 PCM 材料用于保持咖啡杯中的熱飲溫度、根據佩戴者的需要而保持織物的溫暖或涼爽、防止結霜的液體涂層等。不過此類新奇應用，普遍效率低下且成本高昂。因為它們需要一個外殼來容納液態的相變材料，這意味著需要將 PCM 顆粒嵌入到建筑材料中，所以現實中很難見到、更別提大規模推廣。

有趣的是，德克薩斯農工大學的研究團隊，就希望將 PCM 直接混合到建筑材料中。具體說來是，他們將作為相變材料的石蠟、和作為支撐結構的液態樹脂混合，從而創造出了一種能夠根據需要進行成型的柔軟糊狀材料。一旦達到所需的形狀，即可使用紫外線固化以硬化樹脂。最終我們看到了一種堅固到足以用于建筑的材料，且里面含有 PCM 的封裝。

在免除了外殼之后，相變材料就能更密集地被囊括于其中（占材料總量的 63%），進而提升了其調節環境溫度的能力。

更重要的是，這種材料現可更輕松地批量生產。柔軟的特性，意味著它能夠作為 3D 打印耗材，然后根據實際需求制成任意形狀或尺寸、且成本遠低于其它 PCM 建筑材料。

研究作者 Emily Pentzer 博士表示：“借助可擴展非方法，將相變材料集成到建筑材料中的能力，為其在新建筑和現有結構中發揮更大的被動式溫度調節能力而創造了機會”。

作為演示，研究團隊打印并固化了一個小型空心房屋模型。當模型被置于烤箱中時，中空的內部較外部環境溫度低了 40% 。此外經過 200 次熔化 / 凝固循環，也幾乎沒有出現相變材料的泄露。

來源：https://www.3ddayin.net/xinwenpindao/guowaikuaidi/40475.html