科学家制造智能热隔离器

郑州大学和中国科学院过程工程研究所(IPE)的研究人员开发了一种智能材料，该材料结合了中空多壳结构(HoMS)TiO 2和热敏聚合物，以自动控制热传递。

这项研究于 1 月 20 日发表在《绿色能源与环境》上。

热是化学反应最广泛使用的驱动力，但化石燃料的燃烧会导致大量的 CO 2排放。有效的热能管理是绿色生产的关键。

开发一种可以自动控制传热的智能材料是限制此类排放的一种方法。这种智能材料的目标是在相对较低的温度下进行隔热，同时在反应系统过热时散热。

“HoMS由多个外壳和外壳之间独立的封闭空腔组装而成。它具有独特的能量传递特性，是所有空心材料中相当特殊的结构，”IPE的王丹教授说。

HoMS 的快速发展始于 2009 年顺序模板方法的发展，多年的研究发现它在有效的表面暴露和优化的质量传输方面具有优势。

杨乃亮教授表示，具有多壳层的中空结构可以提供更多的界面，从而进一步抑制热对流和传递，从而更有利于隔热。

“HoMS-聚合物复合材料具有智能的隔热性能，在给定温度以下表现出优异的隔热性能。如果系统过热，导热系数会自动增加以释放储存的能量，”杜江教授说。

该研究表明，热响应聚合物是一种很有前途的热场模型，并首次揭示了通过 HoMS 的传热模式。这种复合材料表现出不寻常的两阶段吸热行为，由此材料基体中的热流方向发生变化。能量在 HoMS 中积累，它作为一个热库来调节热流。

这项工作为设计绿色化学工业的智能反应器提供了一条新途径，从而为热相关应用创造了更多机会，并增加了高效能源利用 的潜力。