諾丁漢大學:受大自然啟發,研發出可在極高溫下自行冷卻的新型復合材料

   
       諾丁漢大學受大自然的啟發,研發出了一種尖端材料,它可以調節自身的溫度,可以用來治療燒傷,還可以幫助太空艙承熱應力。
  該論文題目是《溫度依賴性聚合物吸收劑作為可切換狀態NIR反應器》("Temperature - dependent polymer absorber as a switchable state NIR reactor"),發表在《科學報告》“Scientific Reports”期刊上。
  Mark Alston博士是該論文的主要作者,同事也是程學院環境設計助理教授,他說:“材料科學的一個主要挑戰是如何調整人造材料的溫度,就像人體與環境的關系一樣”。
  該研究使用了多微通道網絡,并將其作為一種方法和概念的證明來研發由合成聚合物制成的熱功能材料。 通過精確的控制,材料的性能得到增強,控制操作可以切換導電狀態以管理與其環境相關的自身溫度。
  “這種生物啟發工程方法推進了聚合物的結構組裝,并用于先進材料。大自然用輻射來調節和管理哺乳動物和植物的溫度,如植物通過光合作用吸收太陽輻射。該研究使用了葉子狀的模型來模擬聚合物的這種功能。”
  Alston博士補充說:“這種方法可用于研發先進的材料,即吸收高太陽輻射,然后像人體一樣,無論放置在何種環境中都可以自動冷卻。熱功能材料可以用作熱量調節系統,用于燒傷、降低皮膚表面溫度、監測和改善傷口的愈合。”
  這種熱流吸收對太空飛行來說非常寶貴,因為高太陽負荷會對太空艙的結構完整性產生破壞性的熱應力。
  通過調節車輛的結構材料溫度,這不僅可以提高結構性能,還可以產生有用的功率。 該熱能可以從再循環的流體系統中移除,然后存儲在膠囊上的儲存罐中。 一旦捕獲,能量可以轉換成電能或加熱水供船員使用。
  該研究的實驗方面是在實驗室內進行,并與英國政府研究機構——科學研究設施委員會(SRFC)進行合作。 該研究的下一步是為擴大到航空航天制造領域的演示者爭取資金,并確定一個工業合作伙伴。