科创中国
基于热致柔性光热相变水凝胶的人体热管理
发布时间: 2023-09-06
来源: 科技服务团
基本信息
合作方式：
合作开发
成果类型：
发明专利
行业领域：
新材料技术,精细化学品
成果介绍
水凝胶是聚合物（如丙烯酰胺、海藻酸钠、壳聚糖等）通过物理或化学交联形成的新型的三维网络结构，可用于医疗领域和人体皮肤。目前相变水凝胶的合成是先制备水凝胶再吸附水合盐，此方法步骤过于繁琐，并且吸附的水合盐比例一般在50wt%左右，导致储能密度降低。另一个缺点是，在制备过程中需要额外添加成核剂（如硼砂、纳米颗粒等）解决了水合盐的过冷问题，但不可避免地增加了相变水凝胶的制造成本。
本项目目的在于解决现有技术存在的问题，提供一种热致柔性好、储能密度高、稳定性高、低成本的光热相变水凝胶，在人体热管理市场将具有广阔的应用前景。
成果亮点
（1）本技术中水凝胶由亲水聚合物与交联剂形成的三维网络结构限制了熔融态的水合盐，解决了水合盐的泄露问题，同时为水合盐成核提高了位点，降低了凝固时的过冷度，也形成了连续的导热通径，减少了声子的散射，提高了水合盐的热导率；
（2）本技术添加了魔芋葡甘聚糖、丙烯酰胺亲水聚合物具有大量的亲水基团，显著提高了水凝胶与水合盐的相容性，解决了传统水合盐在固液相变时产生相分离问题，提高了柔性光热相变水凝胶的稳定性，应用到人体皮肤热管理中，光热相变水凝胶可循环使用，使用寿命长；
（3）水合盐的可逆固-液转变为水凝胶提供了两种完全不同的力学性能：结晶时，相变水凝胶中的盐溶液开始变成盐晶体，使其呈刚性，熔化时，盐颗粒变成盐水溶液填充到相变水凝胶中，使其呈柔性，在宏观上将相变水凝胶加热到水合盐的相变温度后（以三水乙酸钠为例相变温度为60℃），能够任意弯曲，降温后保持形状不变，有利于贴合人体皮肤。
团队介绍
上海第二工业大学能源与材料学院成立于2021年。学院下设能源工程系和材料工程系。能源工程系包括新能源科学与工程专业、储能科学与工程专业（申报）；材料工程系包括材料科学与工程（新能源材料与器件）、材料化学和复合材料成型工程专业。2021年获批材料与化工专业硕士点。学院为博士点（培育）建设单位以及浦东新区博士后创新实践基地建设单位，获批新能源发电工程类国家级职业教育“双师型”教师培训基地，拥有上海先进热功能材料工程技术研究中心、上海市工程材料应用与评价重点实验室、上海市热物性大数据专业技术服务平台等三个省部级平台。其中，2022年12月获批的“上海市热物性大数据专业技术服务平台”，为我校首次获批的上海市专业技术服务平台。
成果资料
产业化落地方案
成果综合评价报告
评价单位：“科创中国”技术交易专业科技服务团（上海） (上海技术交易所有限公司) 评价时间：2023-11-28
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