近日,北京化工大学材料科学与工程学院张军营教授、程珏教授团队在国际知名期刊Advanced Functional Materials上发表题为“Ultra-dense Bottlebrush Dynamic Phase Change Polymer Networks with Ultra-high Latent Heat and Adaptive Electrically Conductive for Intelligent Thermal Storage and Device”的研究论文。该工作提出了一种具有超高焓值和自适应导电能力的超密瓶刷动态相变聚合网络,可实现实时热能储存进度监控。
传统相变材料的热能存储系统本质上缺乏实时状态监测能力,导致储能状态不可预测,难以满足万物互联场景下的精准热能管理需求。针对此问题,研究团队提出“聚合物相变电导”概念和“超密集瓶刷状相变聚合物金属配位交联网络”拓扑设计理念。该拓扑结构通过最大化相变单元含量以提升熵变,同时最小化分子链缠结,实现了突破性的相变潜热(超过200 J/g)。通过金属离子解离迁移与相变诱导链段弛豫的耦合作用,材料可实现自适应导电特性,使其在相变过程中能够随焓变从绝缘态转变为导电态。这种独特相变材料不仅支持实时热能存储监测,还可加工成热控光刻电路。通过储热密度与本征响应性的双重突破,该变革性材料可适用于智能热工程与器件调控领域。
该工作第一作者为北京化工大学材料科学与工程学院2024级博士生李艳芸,北京化工大学程珏教授、马嘉浩讲师为本论文的共同通讯作者,北京化工大学为第一完成单位。本研究工作得到了国家自然基金和中国博士后基金的资助。
原文链接: https://doi.org/10.1002/adfm.202519513