中科院宁波材料所刘小青团队:基于可持续高分子的相变材料
中科院宁波材料所刘小青团队:基于可持续高分子的相变材料
相变材料(PCMs)是一种能够在相变过程中吸收或释放大量热量的材料,广泛应用于建筑节能、热能储存和温度控制等领域。然而,传统的相变材料往往存在环境不友好、循环利用性差等问题。近年来,基于可持续高分子的相变材料因其优异的性能和环境友好性而受到广泛关注。
据此,中科院宁波材料所刘小青研究员多年致力于可持续热固性树脂研究(Adv. Mater., 2024, 2311242; Prog. Polym. Sci., 2021, 113, 101353),创制了系列高性能生物基/可回收的热固性树脂及其结构-功能复合体系,并发展了基于新型可持续热固性树脂的PCMs分子和复合PCMs框架材料(Chem. Eng. J., 2024, 499, 156318; Chem. Eng. J., 2023, 460, 141882; Compos. B. Eng., 2024, 272: 111233; Green Chem., 2021, 23, 8643)。通过设计可持续热固性树脂的分子结构,并利用其本征特性,还开发了多种具有升级回收潜力和先进功能的树脂前驱体材料(Adv. Mater., 2022, 2209545; Adv. Mater., 2024, 2401920; Nano Energy, 2022, 100, 107477; ACS Nano, 2021, 15, 12, 19490-19502)。
基于团队在可持续高分子和相变储热材料方面的研究基础,近期,该团队在《Progress in Materials Science》上发表了题为“Integration of sustainable polymers with phase change materials”的综述性论文。文章聚焦于可持续聚合物(生物基/可回收聚合物)基FSPCM的最新进展(图1),包括从生物基化学品到生物基聚合物基体的制备方法和封装策略、性能升级和影响因素、多能利用和先进应用。同时,还总结了可回收聚合物基FSPCM的设计方法和回收策略,并对高效回收路径提供了见解。此外,还提出了基于结晶分数和热稳定性这两个关键技术参数的相变性能分析视角,并总结了结构-性能影响规律及其优化策略。最后,从全生命周期的角度,提出了可持续聚合物基FSPCM的新兴研究方向。
刘敬楷副研究员为论文的第一作者,通讯作者为刘小青研究员,中国科学院宁波材料技术与工程研究所/海洋关键材料全国重点实验室为唯一完成单位。项目得到了国家万人领军计划、浙江省万人计划、国家自然科学基金、浙江省自然科学基金、宁波市重点研发计划/自然科学基金和中国博士后基金会的支持。
本文原文来自中国科学院宁波材料技术与工程研究所