-
生物通官微
陪你抓住生命科技
跳动的脉搏
生物通官微
陪你抓住生命科技
跳动的脉搏
多功能分层膜实现集成与自适应热管理
《Advanced Fiber Materials》：Multifunctional Stratified Membrane Enables Integrated and Adaptive Thermal Management
【字体： 大 中 小 】 时间：2026年03月25日 来源：Advanced Fiber Materials 21.3
编辑推荐：
相变冷却与聚吡咯加热复合膜实现动态热调控，冷却层（石蜡@SiO?/TPU）功率126W/m2，反射率96.4%；加热层（PPy-TPU）吸光率97.4%，4V电压下升温37°C。
由于全球气候变化导致极端天气事件频发，对先进的热管理系统提出了迫切的需求。本研究提出了一种基于羽绒服功能层叠概念的冷却-相变-加热（CPH）膜，其中每一层都发挥着独特且互补的作用。冷却层由热塑性聚氨酯基纤维膜组成，该膜与封装有SiO2的石蜡（PW@SiO2）结合使用，能够有效散射太阳光，实现高反射率并更平稳地调节温度。在加热层，聚吡咯（PPy）直接生长在热塑性聚氨酯（TPU）膜上（PPy–TPU），作为光热和电热层的结合体，实现可控的热量输入和快速的温度补偿。该CPH膜的冷却功率为126 W/m2，反射率为96.4%，发射率为93.7%，在PW@SiO2的热吸收作用下，平均温度降低了6.3°C。在加热模式下，PPy–TPU层的太阳光吸收率为97.4%，可使温度升高23.7°C；而在4 V的低输入电压下，额外的焦耳热效应使膜温升至37°C。这种自适应的缓冲和主动补偿策略紧密符合动态温度调节的实际工程需求，有助于节能并减少对传统能源的依赖。
由于全球气候变化导致极端天气事件频发，对先进的热管理系统提出了迫切的需求。本研究提出了一种基于羽绒服功能层叠概念的冷却-相变-加热（CPH）膜，其中每一层都发挥着独特且互补的作用。冷却层由热塑性聚氨酯基纤维膜组成，该膜与封装有SiO2的石蜡（PW@SiO2）结合使用，能够有效散射太阳光，实现高反射率并更平稳地调节温度。在加热层，聚吡咯（PPy）直接生长在热塑性聚氨酯（TPU）膜上（PPy–TPU），作为光热和电热层的结合体，实现可控的热量输入和快速的温度补偿。该CPH膜的冷却功率为126 W/m2，反射率为96.4%，发射率为93.7%，在PW@SiO2的热吸收作用下，平均温度降低了6.3°C。在加热模式下，PPy–TPU层的太阳光吸收率为97.4%，可使温度升高23.7°C；而在4 V的低输入电压下，额外的焦耳热效应使膜温升至37°C。这种自适应的缓冲和主动补偿策略紧密符合动态温度调节的实际工程需求，有助于节能并减少对传统能源的依赖。
