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近日，北京林業(yè)大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)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(chǔ)能木塑復(fù)合材料》）的論文。

研究人員通過(guò)層層自組裝開(kāi)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(guò)微結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在木塑復(fù)合材料中構(gòu)建導(dǎo)熱儲(chǔ)熱鏈路，制備出具有高儲(chǔ)能密度和優(yōu)異光熱轉(zhuǎn)換能力的新型儲(chǔ)能木塑復(fù)合材料。

研究團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)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(chǔ)熱性能（140.4 J/g和140.6 J/g）。儲(chǔ)熱木塑復(fù)合材料（TES-WPC）具有較大的儲(chǔ)能能力和溫度調(diào)節(jié)能力。

具有獨(dú)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(chǔ)能效率分別提高了75.06%、87.06%和200%。

同時(shí)，BN-WPC獨(dú)特的蜂窩結(jié)構(gòu)增強(qiáng)了TES-WPC的界面結(jié)合強(qiáng)度，帶來(lái)了良好的機(jī)械強(qiáng)度，其拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率、彎曲強(qiáng)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(guò)在傳統(tǒng)微相變材料表面設(shè)計(jì)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(chǔ)熱、太陽(yáng)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(xiàng)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）。