고효율 열 관리를 위한 붕소 질화물 나노시트 강화 상변화 하이드로겔의 열기계적 시너지 강화

태양광 아래 건축 금속 커튼월에서 발생하는 상당한 열 축적 문제를 해결하기 위해, 건물 에너지 효율성을 높이기 위한 고효율 열 관리 재료가 개발되었습니다. 이 연구에서는 열전도성과 기계적 성질의 시너지 강화를 통해 형태 기억 상변화 하이드로겔을 설계하고 합성하였습니다. 하이드로겔 (BNNS/Zn2+-PPCH)은 수(H2O)와 폴리에틸렌 글리콜(PEG)을 사용하여 이중 용매 시스템을 구축하며, Zn2+ 조정 강화와 BNNS 강화 전략을 통합합니다. 낮은 BNNS 장착은 열전도성을 90% 이상 증가시킬 뿐만 아니라 파괴 응력과 압축 응력을 각각 96%와 40% 개선하였습니다. PEG의 존재는 하이드로겔에 뛰어난 열 저장 및 온도 조절 능력을 부여합니다. 이 시스템 내에서 BNNS는 결정화 핵 생성 지점으로도 기능하여 상변화 엔탈피를 97.69 J·g–1로 높여 열 저장 성능을 더욱 향상시킵니다. 또한, 이 재료는 뛰어난 형태 안정성과 열 안정성을 보여줍니다. BNNS/Zn2+-PPCH 시스템 내의 하이드로겔 네트워크와 PEG 사이에서 형성된 동적 수소 결합에 기반하여, 이 재료는 가열-냉각 사이클 동안 열에 유도된 형태 기억 행동을 나타냅니다. 시뮬레이션된 태양 복사 실험에서 이 하이드로겔은 건축 모델의 내부 온도와 외부 온도를 각각 9.6 °C와 9.8 °C 감소시켰습니다. 에너지 저장 및 온도 조절 기능을 결합한 이 다기능 BNNS/Zn2+-PPCH는 건물 냉각 하중을 줄이고 저탄소 건축을 발전시키기 위한 효과적인 접근법을 제공합니다.