聚轮烷：新一代可持续、超柔性、形状稳定且智能的相变材料
应用物理
2021-05-20 v1 材料科学
摘要
热能储存材料的开发是收集太阳能并提高能源利用效率最具吸引力的策略。几十年来，相变材料（PCMs）在该研究领域备受关注。本文报道了一种新型PCM微拓扑结构、设计方向，以及超柔性、形状稳定且智能的PCM——聚轮烷。聚轮烷的结构通过1H核磁共振、衰减全反射-傅里叶变换红外光谱和X射线衍射得到了充分确认。随后系统分析了薄膜的拉伸性能、空气中的热稳定性、相变储能及形状记忆性能。结果表明，与聚氧化乙烯（PEO）相比，聚轮烷的力学性能、空气热稳定性和形状记忆性能均显著增强。在高于PEO熔点的温度下，其形状稳定性随α-环糊精（α-CD）的加入而显著提升。此外，凭借高相变焓和优异的循环性能，聚轮烷薄膜有望成为用于热能储存的可持续先进形状稳定相变材料。值得注意的是，其超高柔性、可重塑性及优异形状记忆性能，为复杂柔性电子器件的智能热处理封装提供了便捷途径。此外，这为聚轮烷的应用提供了全新视角，也为形状稳定PCMs提供了新设计方法。
引用
@article{arxiv.2105.09074,
title = {Polyrotaxane: New Generation of Sustainable, Ultra-flexible, Form-stable and Smart Phase Change Materials},
author = {Guang-Zhong Yin and Jose Hobson and Yanyan Duan and De-Yi Wang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2105.09074},
year = {2021}
}