多聚合物基质支撑微胶囊相变材料的增材制造热储能复合材料

来自某研究团队的研究人员针对热储能(TES)系统效率提升的挑战，开发了一种基于增材制造(AM)技术的高负载微胶囊相变材料(MEPCM)复合材料。通过双聚合物(TPU/PCL)基质实现60 wt% MEPCM的稳定打印，制备的P20T20M60复合材料具有105 J/g储能密度和250次循环稳定性，可加工成蜂窝换热器等复杂结构，为定制化热管理器件提供新方案。

　　

这项突破性研究展示了如何用普通3D打印机玩转热管理黑科技。科研人员巧妙地将热塑性聚氨酯(TPU)和聚己内酯(PCL)这对"软硬CP"组合起来，像搭建乐高积木般构建出能承载60%微胶囊相变材料(MEPCM)的特殊"墨水"。这种被命名为P₂₀T₂₀M₆₀的复合材料不仅能在打印时保持丝滑不断裂，制成的器件更是热力十足——每克材料就能吸收105焦耳热量，相当于把250次冷热循环当作"健身操"却丝毫不掉链子。

更妙的是，粉末挤出工艺对MEPCM的伤害几乎可以忽略不计，让这些微米级的"热能小胶囊"保持完好。研究人员用这种材料打印出充满数学美的15%孔隙率螺旋结构，也造出了实心圆盘，甚至放大到900立方厘米的蜂窝状换热器，预估能储存9瓦时能量。这种将热管理精度推进到微米尺度的技术，为未来可穿戴设备、电子器件散热等应用打开了新世界的大门。