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近日，北京林業(yè)大學(xué)研究團隊在《Chemical Engineering Journal》上發(fā)布了名為《Biodegradable wood plastic composites with phase change microcapsules of honeycomb-BN-layer for photothermal energy conversion and storage》（《基于蜂窩狀-BN層相變微膠囊的可生物降解光熱轉(zhuǎn)換與儲能木塑復(fù)合材料》）的論文。

研究人員通過層層自組裝開發(fā)了以正十八烷為核，SiO2/蜂窩結(jié)構(gòu)BN為殼體的相變微膠囊，并在此基礎(chǔ)上通過微結(jié)構(gòu)設(shè)計在木塑復(fù)合材料中構(gòu)建導(dǎo)熱儲熱鏈路，制備出具有高儲能密度和優(yōu)異光熱轉(zhuǎn)換能力的新型儲能木塑復(fù)合材料。

研究團隊設(shè)計的兩種微相變材料具有規(guī)則的球形，BN成功地錨定在SiO2殼層外，表現(xiàn)出蜂窩結(jié)構(gòu)和良好的儲熱性能（140.4 J/g和140.6 J/g）。儲熱木塑復(fù)合材料（TES-WPC）具有較大的儲能能力和溫度調(diào)節(jié)能力。

具有獨特蜂窩結(jié)構(gòu)的BN-WPC（BN-WPC）具有較好的傳熱性能和光熱轉(zhuǎn)換效率（69.54%），其導(dǎo)熱系數(shù)、比熱容和儲能效率分別提高了75.06%、87.06%和200%。

同時，BN-WPC獨特的蜂窩結(jié)構(gòu)增強了TES-WPC的界面結(jié)合強度，帶來了良好的機械強度，其拉伸強度、斷裂伸長率、彎曲強度和彎曲模數(shù)分別比S-WPC提高了51.16%、97.01%、81.28%和742.74%。

這些結(jié)果表明，本研究通過在傳統(tǒng)微相變材料表面設(shè)計BN蜂窩結(jié)構(gòu)層，獲得了高性能TES-WPC的快速熱響應(yīng)，在住宅建筑、儲熱、太陽能集熱系統(tǒng)和熱調(diào)節(jié)等方面具有廣闊的應(yīng)用前景。

上述論文第一作者：孫璟萌；通訊作者：郭洪武、劉毅；第一完成單位：北京林業(yè)大學(xué)；項目支持單位：北京市自然科學(xué)基金（6184045）、中央高?；A(chǔ)研究基金（2018ZY12）。