四川大學王浩倫《ACS AMI》:利用電卡效應的迅速溫度變化驅動柔性材料的新策略
2023-06-10 來源:高分子科技
電卡效應(Electrocaloric effect)是凝聚態材料在變化電場強度下表現出的一種可逆溫度變化。電卡效應可作為一種固態制冷模式,比傳統的蒸汽壓縮制冷循環有更高的制冷系數(COP),同時體積小、噪音低、易于操控。在電場的變化過程中,電偶極子發生無序到有序狀態之間的熵變,從而釋放或吸收相變潛熱。
傳統的電熱柔性驅動器是通過焦耳熱對薄膜進行驅動,驅動速度慢,回復過程也只能靠自然冷卻回復。近期,四川大學王浩倫等引入柔性電卡層,通過其毫秒級的升降溫特性來驅動柔性熱響應材料。相比于傳統制冷方法,電卡效應具有體積小、速度快、綠色環保的優勢。其中,PVDF基的鐵電材料由于具有高柔性,在電卡制冷的研究中受到了廣泛的關注。研究團隊制作了P(VDF-TrFE-CFE)薄膜,并將其與由PE和CNT薄膜組成的熱電驅動器(ETA)結合在一起,利用電卡效應的控溫效果來驅動ETA。該工作結合電熱驅動材料中亟需解決的控溫問題與電卡材料迅速升降溫的特點,取長補短,巧妙地將電熱驅動材料與電卡材料結合在一起,既實現了能夠迅速升溫降溫的柔性驅動結構,又擴寬了電卡效應的應用領域。

圖1. 電卡效應原理、實驗思路與制備流程圖
原文鏈接:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsami.3c04913
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(責任編輯:xu)
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