诺丁汉大学:受大自然启发,研发出可在极高温下自行冷却的新型复合材料-复合材料网

诺丁汉大学受大自然的启发,研发出了一种尖端材料,它可以调节自身的温度,可以用来治疗烧伤,还可以帮助太空舱承热应力。

该论文题目是《温度依赖性聚合物吸收剂作为可切换状态NIR反应器》("Temperature - dependent polymer absorber as a switchable state NIR reactor"),发表在《科学报告》“Scientific Reports”期刊上。

Mark Alston博士是该论文的主要作者,同事也是程学院环境设计助理教授,他说:“料科学的一个主要挑战是如何调整人造材料的温度,就像人体与环境的关系一样”。

该研究使用了多微通道网络,并将其作为一种方法和概念的证明来研发由合成聚合物制成的热功能材料。 通过精确的控制,材料的性能得到增强,控制操作可以切换导电状态以管理与其环境相关的自身温度

“这种生物启发工程方法推进了聚合物的结构组装,并用于先进材料。大自然用辐射来调节和管理哺乳动物和植物的温度,如植物通过光合作用吸收太阳辐射。该研究使用了叶子状的模型来模拟聚合物的这种功能。”

Alston博士补充说:“这种方法可用于研发先进的材料,即吸收高太阳辐射,然后像人体一样,无论放置在何种环境中都可以自动冷却。热功能材料可以用作热量调节系统,用于烧伤、降低皮肤表面温度、监测和改善伤口的愈合。”

这种热流吸收对太空飞行来说非常宝贵,因为高太阳负荷会对太空舱的结构完整性产生破坏性的热应力。

通过调节车辆的结构材料温度,这不仅可以提高结构性能,还可以产生有用的功率。 该热能可以从再循环的流体系统中移除,然后存储在胶囊上的储存罐中。 一旦捕获,能量可以转换成电能或加热水供船员使用。

该研究的实验方面是在实验室内进行,并与英国政府研究机构——科学研究设施委员会(SRFC)进行合作。 该研究的下一步是为扩大到航空航天制造领域的演示者争取资金,并确定一个工业合作伙伴