近日,我校环境学院肖鑫老师团队在基于相变微胶囊的智能调温织物的研究上取得进展,相关成果以“Study on intelligent temperature regulating fabric based on phase change microcapsules of bio-based eutectic system”为题在期刊《Applied Thermal Engineering》(中国科学院热力学一区,大类二区)发表。

本研究针对建筑领域高能耗与传统纺织业高碳排的双重挑战,创新性地开发了一种基于相变微胶囊的智能调温织物。研究以月桂酸(LA)与肉豆蔻酸(MA)共晶体系作为芯材,通过溶胶-凝胶法制备二氧化硅(SiO2)壳层包覆的相变微胶囊,并利用浸渍印花技术实现微胶囊与织物的高效结合。所制备的智能调温织物有效平衡织物的功能性、耐久性以及舒适度,同时显著提升工艺环保性与经济性,可广泛应用于日常服饰、航天服及特殊防护服等领域,为建筑节能与纺织业低碳转型提供创新解决方案。本研究的主要突破包括:采用生物基芯材替代了传统石油基芯材,以酸性硅溶胶为硅源替代传统有毒硅源(如TEOS等),结合溶胶-凝胶法水基工艺,实现了微胶囊制备过程的全链条绿色化,显著降低环境负荷;通过构建共晶体系,有效调整相变微胶囊的相变温度至适宜范围,熔融和结晶的起始温度分别为36.63 ℃和32.50 ℃,并具备优良的潜热值,突破单一脂肪酸相变温度不适的局限,更加适配人体动态热需求;选用疏水性无机壳材代替常用有机壳材,热重分析测试(300 ℃)质量损失< 2.5%,泄露性测试(100 ℃)泄漏率< 0.01%,微胶囊的力学性能、热稳定性及防泄漏性能均得到显著提升;所得相变微胶囊呈现均匀球形核壳结构,平均粒径仅1.27μm,并结合改良浸渍印花技术,成功制备出兼具优异热调节性能、舒适度、使用耐久性的智能调温织物,其热滞后效率500%,冷却时105%。
能环2022级本科生牛亚琪、马悦悦为论文共同第一作者,能环2022级本科生赵吉娟、徐从越、那迪娅·阿曼开来得为论文共同作者,肖鑫副教授为论文通讯作者。
该论文获国家级大创项目支持且已优秀结项,获得国际时尚中心和服装学院陈晴老师的材料帮助。该本科生团队曾获全国大学生节能减排大赛国家二等奖、上海市大学生节能减排大赛特等奖、全国大学生能源经济学术创意大赛省级三等奖。



(获奖情况)
文章链接:https://doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2025.128726
视频: 摄影: 撰写:环境学院 信息员:李玲 编辑:王宇