通过溶剂调控封装技术在碳纳米管网络中制备导热相变纤维

《ACS Nano》：Fabricating Thermoconductive Phase-Change Fiber via Solvent-Regulated Encapsulation in Carbon Nanotube Network

高效相变纤维材料通过调控乙醇/水比例制备，兼具高潜热（145.2 J/g）、高强度（487.0 MPa）和优异热导率（59.3 W·m?1·K?1），实现被动相变与主动焦耳加热双重温控功能，循环稳定性达99.4%，适用于可穿戴智能纺织品。

　　

个人热管理系统（PTM）对于实现高效的热量调节至关重要。然而，传统的相变纤维（PCFs）受到潜热容量不足的限制，而相变材料（PCMs）则存在泄漏问题。为了解决这些挑战，我们通过调控凝聚浴中的溶剂成分，将聚乙二醇（PEG）作为相变材料封装在连续碳纳米管（CNTs）网络中。通过控制乙醇（EtOH）与水的比例来优化CNTs网络的收缩效果后，所得到的PEG/CNTFs_(50wt%EtOH)（由50 wt%乙醇凝聚浴制备）展现出一系列优异的性能：高相变焓（145.2 J/g）、出色的拉伸强度（487.0 MPa）以及良好的导热性（59.3 W·m^–1·K^–1）。CNTs的交织结构赋予了这些纤维良好的导电性（0.62 MS/m），使其能够同时实现被动相变缓冲和主动焦耳加热的双模式热调节功能。此外，该材料还具有较高的循环稳定性，在经过500次热循环后仍能保持99.4%的相变焓。其柔韧性和机械强度使其能够被编织成大型纺织品（例如30厘米×150厘米），非常适合用于结合焦耳加热和相变缓冲的可穿戴式PTM应用。这种可扩展的一步制造策略结合了高能量密度、结构韧性和多功能性，使PEG/CNTFs成为下一代智能纺织品的创新解决方案。