更新时间：2024-03-28 08:06作者：小乐
考虑到供暖和制冷系统消耗大量能源，研究人员也对基于被动温度控制的减排解决方案寄予厚望。近日，德克萨斯A&M大学研究团队在Materials Science旗舰期刊《Matter》上发表文章，介绍该校工程师最新研发的一种可3D打印的相变复合材料。
（来自：TAMU）
相变材料（简称PCM）的特点是能够随着温度的变化在不同的材料形态之间切换。其最有前途的应用场景之一包括建筑物的温度调节。
例如，PCM 材料在吸收热量并为周围环境提供冷却时会熔化成液体。当环境温度过低时，材料会再次凝固并释放之前储存的热量。
此前，研究人员已使用PCM 材料为咖啡杯中的热饮保温、根据佩戴者的需要使织物保持温暖或凉爽、提供液体涂层以防止结霜等等。
然而，此类新颖的应用通常效率低下且成本高昂。由于它们需要一个外壳来容纳液态相变材料，这意味着将相变材料颗粒嵌入到建筑材料中，因此在现实中很难看到，更不用说大规模推广了。
有趣的是，德克萨斯农工大学的一个研究小组希望将PCM 直接混合到建筑材料中。具体来说，他们将石蜡作为相变材料和液体树脂作为支撑结构混合，以创建可以根据需要模制的软糊状材料。
一旦达到所需的形状，就会使用紫外线固化来硬化树脂。最后，我们拥有了一种足够坚固的材料，可用于建筑，内部封装有PCM。
通过消除对外壳的需要，相变材料可以堆积得更致密（占总材料的63%），从而提高其调节环境温度的能力。
更重要的是，这种材料现在可以更容易地批量生产。柔软的性质意味着它可以作为3D打印耗材，然后根据实际需要制成任何形状或尺寸，而且成本远低于其他PCM建筑材料。
研究作者Emily Pentzer 博士表示：“通过可扩展的非方法将相变材料集成到建筑材料中的能力为它们在新建筑和现有结构中增强被动温度调节能力创造了机会。”
作为演示，研究团队打印并固化了一个小型空心房屋模型。当模型放入烤箱时，中空内部比外部环境温度低40%。此外，经过200次熔化/凝固循环后，相变材料几乎没有泄漏。
有关这项研究的详细信息已发表在最近出版的期刊《Matter》上，原标题为《Thermal energy regulation with 3D printed polymer-phase change material composites》。