搜索:  
四川大学王浩伦《ACS AMI》:利用电卡效应的迅速温度变化驱动柔性材料的新策略
2023-06-10  来源:高分子科技

  电卡效应(Electrocaloric effect)是凝聚态材料在变化电场强度下表现出的一种可逆温度变化。电卡效应可作为一种固态制冷模式,比传统的蒸汽压缩制冷循环有更高的制冷系数(COP),同时体积小、噪音低、易于操控。在电场的变化过程中,电偶极子发生无序到有序状态之间的熵变,从而释放或吸收相变潜热。


  传统的电热柔性驱动器是通过焦耳热对薄膜进行驱动,驱动速度慢,回复过程也只能靠自然冷却回复。近期,四川大学王浩伦引入柔性电卡层,通过其毫秒级的升降温特性来驱动柔性热响应材料。相比于传统制冷方法,电卡效应具有体积小、速度快、绿色环保的优势。其中,PVDF基的铁电材料由于具有高柔性,在电卡制冷的研究中受到了广泛的关注。研究团队制作了P(VDF-TrFE-CFE)薄膜,并将其与由PECNT薄膜组成的热电驱动器(ETA)结合在一起,利用电卡效应的控温效果来驱动ETA。该工作结合电热驱动材料中亟需解决的控温问题与电卡材料迅速升降温的特点,取长补短,巧妙地将电热驱动材料与电卡材料结合在一起,既实现了能够迅速升温降温的柔性驱动结构,又扩宽了电卡效应的应用领域。


  随着国内外报道和电卡材料的研发,电卡控温已达到> 40 ℃的温度变化范围,这也意味着其驱动效果将会更好。电卡效应在ETA上的应用,将电卡效应的制热/冷作用拓宽到了柔性驱动领域,除了ETA,电卡效应在形状记忆聚合物、形状记忆合金以及其他热响应执行器上也有广泛的应用前景。 



1. 电卡效应原理、实验思路与制备流程图


  该研究成果以New Soft Actuating Way by Rapidly Temperature Change of Electrocaloric Effect为题发表在ACS Applied Materials & Interfaces,四川大学硕士研究生李学莹为第一作者,王浩伦副研究员和蒲伟研究员为共同通讯作者。该研究获得国家自然科学基金(Grant No. 52103305, 52275206)和四川省自然科学基金(2023NSFSC0438)的资助。


  原文链接:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsami.3c04913

版权与免责声明:中国聚合物网原创文章。刊物或媒体如需转载,请联系邮箱:info@polymer.cn,并请注明出处。
(责任编辑:xu)
】【打印】【关闭

诚邀关注高分子科技

更多>>最新资讯
更多>>科教新闻