北京科技大學(xué)張虎教授的研究團(tuán)隊(duì)聯(lián)合俄羅斯車?yán)镅刨e斯克國立大學(xué)、蘭州交通大學(xué)、三橋惠(佛山)新材料有限公司將低熔點(diǎn)、高導(dǎo)熱的GaInSn液態(tài)金屬（LM）引入聚氨酯（TPU），獲得了具有高導(dǎo)熱及高彈熱性能的TPU@LM形狀記憶聚合物復(fù)合材料。TPU@LM 的導(dǎo)熱率相比純TPU最大提升了164%，實(shí)現(xiàn)了熱傳導(dǎo)能力的躍升。性能表現(xiàn)方面，TPU@LM在彈熱效制冷應(yīng)用中展現(xiàn)出出色的性能。實(shí)驗(yàn)表明，在僅有約5 MPa的應(yīng)力驅(qū)動(dòng)下，其最大溫度變化（ΔT）可達(dá)8.7 K，較純 TPU 提高約30%；在卸載階段ΔT同樣顯著增強(qiáng)，提升幅度為22%。同時(shí)，TPU@LM的比溫度變化（ΔT/σ）高達(dá)1.39 K·MPa-1，是形狀記憶合金平均值的35倍，充分展示出其在低應(yīng)力驅(qū)動(dòng)下的熱效應(yīng)優(yōu)勢(shì)。
該研究為形狀記憶聚合物類材料性能的優(yōu)化提供了全新路徑。TPU@LM復(fù)合材料在導(dǎo)熱性、彈熱效應(yīng)等方面表現(xiàn)突出，展現(xiàn)出其在固態(tài)彈熱制冷領(lǐng)域的巨大應(yīng)用潛力，有望為推動(dòng)可持續(xù)發(fā)展提供關(guān)鍵技術(shù)支撐。
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