诺丁汉大学：受大自然启发，研发出一种可控制热流实现自动冷却的新型复合材料

 

       这项研究的论文“温度依赖型聚合物吸收器作为可切换状态的近红外反应器”发表在10月26日（星期五）的《科学报告》“Scientific Reports”中。

 

       “材料科学的一个主要挑战是弄清楚如何调节人造材料温度，就像人体能够调节其温度来适应环境一样。”工程学院环境设计系助理教授Mark Alston博士解释说。

 

       该研究使用具有有效流畅流体的多微通道网络（射流）作为开发由合成聚合物制成的热功能材料的方法和概念证明。这种材料可通过精确的控制措施得到增强，这种控制措施可以切换导电状态，以根据其环境改变其自身的温度。

 

       “这种仿生工程方法推动了先进材料中聚合物的结构组装。自然界利用流体来调节和管理哺乳动物的温度，植物通过光合作用吸收太阳辐射，本研究使用类似叶子的模型来模拟聚合物中的这一功能。”

 

        Alston博士补充说：“这种方法将制造出一种先进的材料，它可以吸收高太阳辐射，正如人体可以做的那样，无论其所处的环境如何都能自动冷却自身。热功能材料可用于烧伤热调节系统，以冷却皮肤表面温度并监测和改善皮肤愈合状态。”

 

       这种热流管理被证明在太空飞行中是无价的，因为高的太阳负载会导致热应力对太空舱结构完整性造成影响。

 

       通过调节车辆的结构材料温度，不仅可以提高结构性能，还能产生有用的功率。该热能可以从再循环流体系统中移除，以储存在舱上的储液罐中。热能一旦被捕获，能量就可以转化为电能或加热水供机组人员使用。

 

       本研究的实验方面是以实验室为基础并与英国市政府研究所——科学研究理事会（SRFC）共同进行的。该研究的下一步是确保为示范性扩充提供资金，以呈现给航空航天制造业并确定一个工业伙伴。