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  “熱療”是一種通過建立相對高溫環(huán)境來擴張局部毛細血管和加速血液循環(huán)從而達到減少腫脹、緩解疼痛和疲勞的理療方法。然而，傳統(tǒng)的如熱毛巾、熱水瓶等熱療方法存在熱療時間短、使用功能單一等缺點。相比于顯熱存儲，基于相變材料的潛熱存儲技術具有蓄熱密度高、熱存儲與釋放過程溫度恒定及可重復利用等特點，這種基于相變材料的新型熱療技術有望克服傳統(tǒng)熱療方法的上述缺陷。然而，傳統(tǒng)相變材料的“固-液”相變特性及低光熱轉化效率限制了其實際熱療應用。因此，迫切需要開發(fā)一種大規(guī)模制備具有柔性且高光熱轉化效率復合相變材料的方法來實現(xiàn)其規(guī)模化生產(chǎn)與應用。

  近日，華中科技大學化學與化工學院盧翔副教授/瞿金平院士團隊在Composites Part A-Applied Science and Manufacturing (IF:7.664)上發(fā)表了題為“Large-scale fabrication of flexible EPDM/MXene/PW phase change composites with excellent light-to-thermal conversion efficiency via water-assisted melt blending and its application in personal thermal therapy”的論文。在本文中，通過水輔助的熔融共混加工手段，大規(guī)模制備了一系列同時具備高蓄熱密度、高光熱轉化效率和優(yōu)異循環(huán)穩(wěn)定特性的柔性三元乙丙橡膠/MXene/石蠟 (EPDM/MXene/PW)復合相變材料(SSPCC)。借助于水輔助的熔融共混， MXene納米片均勻分散在EPDM基體中，僅添加0.8 wt%MXene即可實現(xiàn)光熱轉化效率的大幅提高。SSPCC的熔融焓和結晶焓分別達到120 J/g和115 J/g，經(jīng)過200次熱循環(huán)和25次光熱循環(huán)后相變焓幾乎沒有變化。在高儲能密度的同時，材料表現(xiàn)出還具有良好的柔韌性，斷裂伸長率超過90%。水輔助熔融共混法大規(guī)模制備的高性能柔性復合相變材料為新的熱療技術提供了新的方案。

本文要點：

1）利用水輔助的熔融共混技術規(guī)�；苽淞巳嵝缘母咝阅蹺PDM/MXene/PW復合相變材料。

2）在水輔助的熔融共混作用下，MXene納米片均勻分散在樹脂基體中。

3）復合相變材料顯示出良好的柔韌性和優(yōu)異的熱療效果。

4）SSPCC優(yōu)異的循環(huán)穩(wěn)定性為材料長期服役提供了保證。

  論文第一作者為華中科技大學化學與化工學院博士后吳浩，論文通訊作者為華中科技大學化學與化工學院盧翔副教授。該研究得到國家自然科學基金、國家重點研發(fā)項目、國家科技支撐計劃以及華中科技大學自主創(chuàng)新基金的資助。

  論文鏈接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1359835X21004280

作者簡介

  盧翔，華中科技大學化學與化工學院副教授，主要研究領域為高分子材料的功能化改性及成型加工新方法、新理論。目前已以第一或通訊作者在Composites Science and Technology, Composites Part A, Composites Part B等具有重要影響力的國際刊物上發(fā)表SCI論文50余篇，主持承擔國家自然科學基金等國家和省部級科技項目多項。