雖然日常環境的個人熱管理(PTM)材料已被廣泛研究，但在複雜和戶外場景中具有良好可行性的多功能PTM材料的探索仍處於起步階段。在此基礎上，受大氣溫度調節效應的啟發，提出了一種具有「能量調節」和「能量逆補償」特性的太陽熱梯度還原氧化石墨烯氣凝膠雙層相變複合材料(GRGC)的新設計，用於自適應PTM應用。通過整合RGO的太陽能熱能轉換能力、內部獨特梯度RGO框架的氣凝膠/十八烷雙分子層結構的熱調節以及十八烷的潛熱補償，雙層GRGC可以作為一種有效的PTM器件，緩解惡劣環境下人體皮膚的劇烈溫度變化。該多功能PTM器件不僅可以通過太陽能熱轉換、氣凝膠保溫和相變潛熱釋放的協同作用，在- 5℃的寒冷環境中保持溫暖的皮膚表面小氣候，還可以通過其相變行為和保溫作用提供高效的熱緩衝，防止高溫環境下的高熱。這種梯度和雙分子層設計為製造自適應PTM器件在惡劣環境中的應用開闢了新的途徑。

圖文簡介

a) GRGC的製造工藝示意圖，其中PRGO是指部分還原的氧化石墨烯。b) VC溶液(20µg mL−1)的紫外光譜，以及在UV - vis測量前稀釋1000倍的底部(b)、中間(M)和頂部(T)部分的梯度分散採樣。c) GRGC及其放大d)氣凝膠層和e) PCM層的SEM圖像。

a) UV-vis-NIR吸收光譜;b) GO、RGA、GRGA底部、中部和頂部在不同溫度下的熱導率。c)十八烷和GRGC PCM層的DSC曲線。d) GRGA、RGA、GRGC、RGC的表面溫度-時間曲線。f) GRGC和RGC的表面和界面溫度-時間曲線。e,g)太陽熱加熱和後續冷卻過程中GRGA、RGA、GRGC和RGC的紅外圖像。除非另有說明，所使用的受激陽光為1太陽功率(1kw m−2)。

a)邊界條件;b)冷場多物理場模擬示意圖。c)不同條件下模擬結果界面平均溫度-時間曲線。d)在−5°C有或沒有模擬陽光的寒冷環境和在40°C有或沒有模擬陽光的炎熱環境下，在指定時間的模擬結果的溫度等值線圖像。

論文信息

論文題目：Nature-Inspired Solar-Thermal Gradient Reduced Graphene Oxide Aerogel-based Bilayer Phase Change Composites for Self-Adaptive Personal Thermal Management

通訊作者：楊冬芝/於中振

通訊單位：北京化工大學

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