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  “熱療”是一種通過建立相對高溫環境來擴張局部毛細血管和加速血液循環從而達到減少腫脹、緩解疼痛和疲勞的理療方法。然而，傳統的如熱毛巾、熱水瓶等熱療方法存在熱療時間短、使用功能單一等缺點。相比于顯熱存儲，基于相變材料的潛熱存儲技術具有蓄熱密度高、熱存儲與釋放過程溫度恒定及可重復利用等特點，這種基于相變材料的新型熱療技術有望克服傳統熱療方法的上述缺陷。然而，傳統相變材料的“固-液”相變特性及低光熱轉化效率限制了其實際熱療應用。因此，迫切需要開發一種大規模制備具有柔性且高光熱轉化效率復合相變材料的方法來實現其規模化生產與應用。

  近日，華中科技大學化學與化工學院盧翔副教授/瞿金平院士團隊在Composites Part A-Applied Science and Manufacturing (IF:7.664)上發表了題為“Large-scale fabrication of flexible EPDM/MXene/PW phase change composites with excellent light-to-thermal conversion efficiency via water-assisted melt blending and its application in personal thermal therapy”的論文。在本文中，通過水輔助的熔融共混加工手段，大規模制備了一系列同時具備高蓄熱密度、高光熱轉化效率和優異循環穩定特性的柔性三元乙丙橡膠/MXene/石蠟 (EPDM/MXene/PW)復合相變材料(SSPCC)。借助于水輔助的熔融共混， MXene納米片均勻分散在EPDM基體中，僅添加0.8 wt%MXene即可實現光熱轉化效率的大幅提高。SSPCC的熔融焓和結晶焓分別達到120 J/g和115 J/g，經過200次熱循環和25次光熱循環后相變焓幾乎沒有變化。在高儲能密度的同時，材料表現出還具有良好的柔韌性，斷裂伸長率超過90%。水輔助熔融共混法大規模制備的高性能柔性復合相變材料為新的熱療技術提供了新的方案。

本文要點：

1）利用水輔助的熔融共混技術規模化制備了柔性的高性能EPDM/MXene/PW復合相變材料。

2）在水輔助的熔融共混作用下，MXene納米片均勻分散在樹脂基體中。

3）復合相變材料顯示出良好的柔韌性和優異的熱療效果。

4）SSPCC優異的循環穩定性為材料長期服役提供了保證。

  論文第一作者為華中科技大學化學與化工學院博士后吳浩，論文通訊作者為華中科技大學化學與化工學院盧翔副教授。該研究得到國家自然科學基金、國家重點研發項目、國家科技支撐計劃以及華中科技大學自主創新基金的資助。

  論文鏈接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1359835X21004280

作者簡介

  盧翔，華中科技大學化學與化工學院副教授，主要研究領域為高分子材料的功能化改性及成型加工新方法、新理論。目前已以第一或通訊作者在Composites Science and Technology, Composites Part A, Composites Part B等具有重要影響力的國際刊物上發表SCI論文50余篇，主持承擔國家自然科學基金等國家和省部級科技項目多項。