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中科院寧波材料所劉小青研究員團隊 Prog. Mater. Sci.:基于可持續高分子的相變材料
2025-02-08  來源:高分子科技

  基于相變材料(PCMs)的潛熱儲存技術具有平衡用能時空差異、提高用能效率等作用,是緩解能源環境問題的有力工具。使用多形式聚合物基體來封裝或化學鍵合PCMs有利于提升PCMs的熱/力性能和抗泄露性,并賦予其先進功能性,但傳統聚合物的不可持續問題已經引起了各界的廣泛關注。近年來,基于“原料可再生、棄料可回收”的可持續聚合物在用于復合PCMsFSPCMs)方面進展迅速,其不僅展現了可調的綜合性能,還表現出靈活的分子可設計性和本征功能性(如阻燃、抗菌等),并能夠顯著降低生產和使用過程的碳足跡


  中科院寧波材料所劉小青研究員多年致力于可持續熱固性樹脂研究(Adv. Mater., 2024, 2311242; Prog. Polym. Sci., 2021, 113, 101353),創制了系列高性能生物基/可回收的熱固性樹脂及其結構-功能復合體系,并發展了基于新型可持續熱固性樹脂的PCMs分子復合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)。通過設計可持續熱固性樹脂的分子結構,并利用其本征特性,還開發了多種具有升級回收潛力和先進功能的樹脂前驅體材料Adv. Mater., 2022, 2209545; Adv. Mater., 2024, 2401920; Nano Energy, 2022, 100, 107477; ACS Nano, 2021, 15, 12, 19490-19502)。



  基于團隊在可持續高分子和相變儲熱材料方面的研究基礎,近期,該團隊在《Progress in Materials Science》上發表了題為Integration of sustainable polymers with phase change materials”的綜述性論文。文章聚焦于可持續聚合物(生物基/可回收聚合物)FSPCM的最新進展(圖1,包括從生物基化學品到生物基聚合物基體的制備方法和封裝策略、性能升級影響因素、多能利用和先進應用。同時,還總結了可回收聚合物FSPCM的設計方法和回收策略,并對高效回收路徑提供了見解。此外,還提出了基于結晶分數和熱穩定性這兩個關鍵技術參數的相變性能分析視角,并總結了結構-性能影響規律及其優化策略。最后,從全生命周期的角度,提出了可持續聚合物基FSPCM的新興研究方向。


1. 可持續聚合物基FSPCM的設計策略、集成方法、影響因素和先進應用


2. 可持續聚合物基FSPCM的發展歷程


3. 從生物基化合物到生物基聚合物基FSPCM


4. 用于可回收聚合物基FSPCMs中的“不穩定鍵”


5可持續聚合物基FSPCMs的新興研究方向


  劉敬楷副研究員為論文的第一作者,通訊作者為劉小青研究員,中國科學院寧波材料技術與工程研究所/海洋關鍵材料全國重點實驗室為唯一完成單位。項目得到了國家萬人領軍計劃、浙江省萬人計劃、國家自然科學基金、浙江省自然科學基金、寧波市重點研發計劃/自然科學基金和中國博士后基金會的支持。


  論文鏈接:https://doi.org/10.1016/j.pmatsci.2025.101447

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(責任編輯:xu)
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