具有代表性的PU-ssPCM/GNP样品(1 wt.%)表现出了值得称道的特性:高潜热储存能力(ΔHm = 105.3 J g-1,ΔHc = 105.0 J g-1)、显著的断裂伸长率(ε = 1543%)、抗拉强度(σ = 19.2 MPa)和卓越的形状记忆性能(Rr = 90.3%)。此外,柔性 PCM 还具有以下其他诱人的可调机械性能:1)高刚性,可支撑比自身重 200 倍的重物;2)出色的承载能力,可举起超过自身重量 50 000 倍的物体。有必要注意一下的是,当受到光热刺激时,它可以举起超过自身重量 2620 倍的物体,功密度达到 1330 kJ m-3。由于具有高热能储存能力和光热驱动性能的优点,柔性 PCM 能保持特定的形状和位置,而无需持续输入能量,因此在节能和简化控制管理系统方面比别的类型的响应材料具备明显优势。这种柔性 PCM 同时具有高潜伏容量和光热驱动性能,为人工肌肉或软机器人开辟了一条新途径,可满足复杂场景下的节能和热管理要求。
总之,我们首次利用预聚合和超声波空化方法成功开发出了具有可编程变形和光热致动特性的柔性固-固 PCM。典型的 PU-ssPCM/GNP 混合物(1 wt.%)具有高韧性(εmax=1543%,σmax=19.2 MPa)、高潜热存储/释放性能(ΔHm=105.3Jg-1,ΔHc=105.0Jg-1)和形状记忆行为(Rr= 90.3%)。这主要归功于通过策略性地引入多种氢键相互作用和晶体骨架,构建了三维动态网络。此外,柔性 ssPCM 还具有非常出色的循环耐久性、形状稳定性、一定的刚性和出色的承载能力,其承载能力超过自身重量的 50 000 倍。有必要注意一下的是,它还表现出惊人的光热驱动性能,在光热刺激下可举起超过自身重量 2620 倍的重物,输出功密度高达 1330 kJ m-3。由于具有较高的潜热储存和释放能力及光热驱动性能,柔性 PCM 能够维持特定的形状和位置,而无需持续输入能量,这对于人工肌肉和软机器人在节能和简化控制管理系统方面的应用非常有利。