[00339288]纳米组装相变储热材料

成果简介：

为实现拥有自主知识产权、蓄热新型功能性热材料，本成果首次提出的“纳米网络定形相变材料”设计，可一举解决固载-高导的协同强化。基于分子模拟提出的“极性匹配”界面调控思路，可实现高性能金属有机骨架系列相变材料的制备。

技术优势： 1. 系统揭示了纳米孔组装材料的界面效应、尺度效应，以及耦合关联机制，形成了宏微观跨尺度理论模型、计算方法和热设计体系，打破了倚重骨架、反复试制的传统研发思路。 2. 充分协调异相/异质匹配，引导热特性变异趋向利于导热、储能的方向。

研发出微纳孔组装储能材料、多孔异质复合材料等新型特种高性能产品。

性能指标： 1. 通过“极性匹配”界面调控，氨基修饰 MOFs 网络定形相变材料，相变储能密度提升 1 倍以上、热导率提升近 70%。聚乙二醇在介孔硅中的结晶相变，储能密度从 0 提升至 60J/g。 2. 通过骨架中构建“二次网络”，获得了负载量、结晶率均大于 90%的多级孔碳复合相变材料，热导率提升 148%。

市场分析：

研发出的微纳孔组装储能材料、多孔异质复合材料可用于温度控制的药物输送、电子产品的热管理、相变控温防护装备制造、建筑节能与外墙保温、航空航天、太阳能利用等领域。

经济效益分析：

提出的微纳结构组装单元热物性模型，成功用于预测多孔有序复合相变功能材料的熔点、潜热、比热及热导率；建立的热特性随拓扑结构、密度、负载量等的变化规律，得到了实验验证。同时，相变复合材料热设计与计算方法进一步用于 XXX 国防科工局课题，完成并满足了结构设计的要求。

成果亮点：

1. 成果来源：国家自然科学基金优秀青年项目-微纳米能源材料的热效应。

2. 研究成果已发表专著 1 部：介孔复合材料的相变及热输运特性，科学出版社, 2019.（附件 2）；获得软件著作权 1 项;申请专利 1 项。