得克萨斯A&M大学研究者创建三维可打印相换材料复合材料,可用简单成本效益高的制造过程调节建筑物内部环境温度

可添加到建筑材料中,如油漆或3D装饰家庭口音,无缝融入不同的室内环境

变化的气候模式使数以百万计的人易受天气极端的影响,随着温度波动在世界各地变得更加常见,传统电源聚合冷却和加热系统需要更创新、节能替代方法,转而减轻已经受难电网的负担

得克萨斯A&M材料科学工程系副教授Emily Pentzer表示 :

供热、通风和空调系统是最常用的调节住宅和商业设施温度的方法。并使用冷冻剂生成冷干空气HVAC系统当前问题触发对替代材料和技术的研究,这些材料和技术需要较少能量来运行并能够有效调节温度

相位变换材料对温度调控兴趣大增,因为这些复合物根据环境温度改变物理状态的能力PCM存储热时从固态转换为液态吸收热量,反之亦然不像HVAC系统完全依赖外部电源热和冷,这些材料是被动组件,不需要外部电调节温度

传统生产PCM建材法要求围绕每个PCM粒子组成单独的外壳,像杯装水,再加插新嵌入式PCM寻找建材与PCM和壳相容是一项挑战此外,这种传统方法还减少可融入建材的PCM粒子数

Ciera Cipriani说, 美国航天局材料科学工程系空间技术研究生研究员Ciera Cipriani

以往研究显示,使用相换石蜡混合液态树脂时,树脂同时作为外壳和建材作用。这种方法锁住单个口袋中的PCM粒子,允许它们安全经历相位变化并管理热能而不泄漏

Pentzer和她的团队首先将轻敏液树脂与相换石蜡粉合并制作3D可打印墨复合新产品,加强含PCM建材生产过程并消除数步,包括封装

树脂/PCM混合软性、粘贴式和可容性,使它理想3D打印而非建构结构使用轻敏树脂用紫外线固化三维可打印粘贴,使之适合实战应用

此外,他们发现树脂内嵌相换蜡不受紫外线影响,占印刷结构的70%。与目前工业中大多数可用材料相比,这个百分比更高

并测量室内温度时放入炉中分析显示模型温度比外部温度差40%,取暖和冷却热循环比传统材料模型差40%

未来研究者将实验不同的相位交换材料,以便这些复合材料能够在更广泛的温度范围操作并管理特定周期中更多的热能

研究由国家科学基金会材料研究职业奖司资助并发布于杂志事端.

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