December 4, 2025

Optisch geschaltete und hochenergetische azobenzolbasierte tragbare solarthermische Gewebe zur effektiven Körpertemperaturregulation

XPXianghe PengGuangdong University of Technology ZCZekun ChenNanjing University of Chinese Medicine JHJin HuangGuangdong University of Technology

Key Points

Die Leistungsdichte erreicht 1402,56 W/kg unter grünem Licht und ermöglicht eine effiziente Wärmefreisetzung.
Die Wärmeleitfähigkeit von 3,13 W/m·K verbessert die Energiespeichereffizienz mit optimierter molekularer Struktur.
Tragbare solarthermische Gewebe zeigen hervorragende Biegefestigkeit und langfristige Leistung und unterstützen praktische Anwendungen. Die Studie zeigt neuartige photonische Materialien, die das Wärmemanagement revolutionieren könnten.
Die Ergebnisse heben das Potenzial zur effektiven Körpertemperaturregulation durch fortschrittliche Phasenwechselmaterialien hervor.

Abstract

Fotoisomerische azobenzolbasierte Phasenwechsel-Speichermaterialien (AZO-PCMs)/Polymergewebe haben erhebliches Interesse für lösungsmittelfreie und fotokontrollierte Phasenübergangsspeicheranwendungen geweckt. Dennoch führen das hohe Molekulargewicht und die niedrige Wärmeleitfähigkeit von Polymergeweben zu eingeschränkter Energie- und Leistungsdichte. Hier werden optisch geschaltete und hochenergetische tragbare solarthermische Gewebe (STFs) entwickelt, indem verschiedene AZO-PCMs auf funktionalisiertem Kohlenstoffnanofaserstoff (FCFC) geformt werden. In diesem Zusammenhang werden die AZO-PCMs als fotokontrollierbare Phasenwechsel-Energiespeichermaterialien genutzt, während der FCFC als flexibles, hoch Wärmeleitfähiges und leichtes Substrat angewendet wird, um die Energiespeicherkapazität durch verbesserte intermolekulare Wechselwirkungen (insbesondere Wasserstoffbrückenbindungen) erheblich zu steigern und eine schnelle Wärmefreisetzung unter sichtbarem Licht zu erreichen. Durch Optimierung der molekularen Struktur, der Ladefähigkeit und der Photoanregungsbedingungen kann eine hohe Energiedichte von 58,44 Wh kg-1 und eine hohe Wärmeleitfähigkeit von 3,13 W m-1 K-1 erreicht werden. Überraschenderweise wird eine hohe Leistungsdichte von 1402,56 W kg-1 unter grünem Licht umgesetzt, was 3420-mal so viel ist wie die spontane Wärmefreisetzung im Dunkeln, was eine effektiv lichtaktivierte Wärmefreisetzung zeigt. Darüber hinaus wurde die ausgezeichnete Biegefestigkeit, Langzyklusstabilität und große Temperaturerhöhung dieses tragbaren STFs für eine effektive Körpertemperaturregulation nachgewiesen.

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