基于壳聚糖稳定乳液的天然三元低共熔溶剂相变纳米胶囊的构筑及其热管理应用

本研究针对传统相变材料(PCMs)在热性能、过冷度和结构稳定性方面的局限，来自某团队的研究人员开发了一种以壳聚糖为壳层、三元低共熔溶剂(DES)为核的相变纳米胶囊。该材料具有高相变潜热(207.0 J/g)、精准相变温度调控(Tm=23.5°C, Tf=22.6°C)和优异循环稳定性，为建筑热管理等领域提供了新一代智能储热解决方案。

　　

研究人员成功开发出具有可调控特性的天然源相变纳米胶囊，通过壳聚糖(chitosan)稳定的乳液模板封装新型三元低共熔溶剂(DES)系统。该DES由癸酸(capric acid)、棕榈酸(palmitic acid)和十八烷(octadecane)组成，展现出高达225.1 J/g的熔融潜热(latent heat of fusion)，其相变温度精确调控至人体舒适范围(熔点T_m=23.5°C，凝固点T_f=22.6°C)，性能显著优于多数已报道的DES体系(通常≤207.2 J/g)。经优化后的DES被成功封装于交联壳聚糖壳层内，形成平均尺寸240 nm的纳米胶囊，封装效率超过92%。这些纳米胶囊保持207.0 J/g的高相变潜热，在100次加热/冷却循环中表现出卓越的热循环稳定性，相变温度偏移可忽略不计且无泄漏现象。结构分析证实了DES的成功封装和均匀壳层形成。该相变纳米胶囊凭借其优异的储热能力、结构完整性和环境友好特性，成为建筑智能热管理系统及其他先进应用领域的理想候选材料。