偶氮苯基光熱儲能系統(tǒng)（azo-MOST）因其在太陽能轉(zhuǎn)換和儲存方面的潛力引起了人們的極大興趣。但由于儲能過程依賴溶劑和特定波長的光源（通常為365 nm紫外光）、儲存壽命短（從幾分鐘到幾天不等）、能量釋放時達(dá)到的溫度水平較低（2～30℃）、在寒冷環(huán)境下熱釋放性能受限、剛性強(qiáng)和可穿戴性能弱等缺陷限制了其實(shí)際應(yīng)用。因此，設(shè)計(jì)開發(fā)集可見光高效儲熱、無溶劑儲熱工藝、長期儲能、較高溫度水平熱量釋放、柔性、可穿戴等功能于一體的新一代偶氮苯光熱儲能材料是一項(xiàng)非常具有創(chuàng)新意義和實(shí)際效益的工作，對促進(jìn)其向?qū)嶋H應(yīng)用發(fā)展具有重要意義。
近日，浙江樹人學(xué)院交叉科學(xué)研究院董立奇博士與西湖大學(xué)劉剴教授團(tuán)隊(duì)和天津大學(xué)封偉教授團(tuán)隊(duì)合作，通過靜電紡絲技術(shù)，將具有光致固液相變特性的偶氮苯單體與商用聚丙烯腈織物復(fù)合，開發(fā)出一種新型的偶氮苯基光熱織物。該光熱織物可用于室溫?zé)岑熀偷蜏乇ＥI(lǐng)域，為可穿戴個人熱管理提供了有前景的候選。
研究者采用了一種可見光控制的可逆固液相變偶氮苯分子以應(yīng)對現(xiàn)階段azo-MOST依賴紫外光和有機(jī)溶劑進(jìn)行能量儲存和釋放的局限。其中，四鄰位氟原子的引入賦予偶氮苯單體在可見光范圍內(nèi)高效的光儲熱和放熱優(yōu)勢；對位長烷基鏈的引入賦予偶氮苯分子具有光誘導(dǎo)可逆固液相變的特性，使得儲熱不再依賴溶劑輔助。
偶氮苯單體的分子結(jié)構(gòu)和光誘導(dǎo)可逆固液相變行為
偶氮苯基光熱織物的制備
光熱織物在室溫下的熱釋放性能
織物的可穿戴性測試
原文鏈接：inktype="text" imgurl="" tab="outerlink" data-linktype="2">https://doi.org/10.1002/smll.202404310
近日，浙江樹人學(xué)院交叉科學(xué)研究院董立奇博士與西湖大學(xué)劉剴教授團(tuán)隊(duì)和天津大學(xué)封偉教授團(tuán)隊(duì)合作，通過靜電紡絲技術(shù)，將具有光致固液相變特性的偶氮苯單體與商用聚丙烯腈織物復(fù)合，開發(fā)出一種新型的偶氮苯基光熱織物。該光熱織物可用于室溫?zé)岑熀偷蜏乇ＥI(lǐng)域，為可穿戴個人熱管理提供了有前景的候選。
研究者采用了一種可見光控制的可逆固液相變偶氮苯分子以應(yīng)對現(xiàn)階段azo-MOST依賴紫外光和有機(jī)溶劑進(jìn)行能量儲存和釋放的局限。其中，四鄰位氟原子的引入賦予偶氮苯單體在可見光范圍內(nèi)高效的光儲熱和放熱優(yōu)勢；對位長烷基鏈的引入賦予偶氮苯分子具有光誘導(dǎo)可逆固液相變的特性，使得儲熱不再依賴溶劑輔助。
偶氮苯單體的分子結(jié)構(gòu)和光誘導(dǎo)可逆固液相變行為
采用靜電紡絲技術(shù)制備偶氮苯光熱織物，具有制備方法簡單、制備過程易于操作、織物的精細(xì)結(jié)構(gòu)可調(diào)、可最大限度負(fù)載偶氮苯材料、適合大規(guī)模制備等優(yōu)點(diǎn)。而且偶氮苯單體和聚丙烯腈織物模板之間較大的空間位阻和分子間相互作用，以及受四氟化偶氮苯固有的分子結(jié)構(gòu)影響，光熱織物表現(xiàn)出超長的儲能壽命（706天）和良好的循環(huán)穩(wěn)定性。
偶氮苯基光熱織物的制備
該光熱織物在室溫和寒冷環(huán)境下能夠釋放高達(dá)94.6℃的熱量。研究顯示，該織物在熱釋放階段產(chǎn)生的高溫?zé)崃渴怯膳嫉絾误wZ-to-E異構(gòu)化能量、液－固相變潛熱和420 nm光輻照產(chǎn)生的光熱效應(yīng)協(xié)同放熱大的結(jié)果。同時，可以通過調(diào)節(jié)光輻照強(qiáng)度來控制熱釋放時候的溫度高低，以進(jìn)行熱管理。這種優(yōu)異的放熱性能在熱管理領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景，如自發(fā)熱織物、可穿戴熱管理器件、智能服裝和寒冷地區(qū)的電動汽車的熱管理。
光熱織物在室溫下的熱釋放性能
此外，制備的偶氮苯光熱織物保留了聚丙烯腈固有的耐候性和耐日曬性，并增強(qiáng)了其疏水性和柔韌性，有助于材料的可穿戴性能。憑借上述優(yōu)勢，該織物為存儲和利用太陽能用于個人熱管理和醫(yī)療治療應(yīng)用開辟了一條可持續(xù)和高效的途徑，也是按需環(huán)境中能源管理和熱控制的有前景的替代品。
織物的可穿戴性測試
