ЗD-печатные материалы с фазовым переходом имеют лучшие изоляционные свойства

Автор: Елена
05.07.2022, 09:47

Системы отопления и охлаждения зданий потребляют много электроэнергии и ресурсов, и одним из способов снизить затраты является пассивный контроль температуры, который реализуется с помощью так называемых материалов с фазовым переходом (PCM). А недавно инженеры техасского университета A&M разработали новый композит PCM, который можно напечатать на 3D-принтере.

Материалы с фазовым переходом способны переключаться между фазами вещества при изменении температуры. Одним из наиболее многообещающих применений является изоляция и регулирование температуры в помещении: при поглощении тепла PCM плавится и при этом охлаждает окружающую среду. По мере охлаждения окружающей среды материал снова затвердевает, высвобождая накопленное тепло. Однако, предыдущие попытки разработать эффективный и недорогой PCM не увенчались успехом.

В новом исследовании инженеры смешали парафиновый воск, который также относится к PCM-материалам, с жидкой смолой в качестве несущей структуры, создав мягкий пастообразный материал, которому можно придать необходимую форму. После этого его облучают УФ-светом, чтобы смола затвердела.

Конечным результатом является твердый материал, достаточно прочный для сборки, содержащий «карманы» из PCM внутри. Без необходимости в дополнительных оболочках PCM может быть упакован более плотно, включая до 63 массовых процентов материала, что повышает его способность регулировать температуру окружающей среды.

Но, пожалуй, самое главное преимущество нового материала — теперь его легче изготавливать в промышленных масштабах. Благодаря достаточной мягкости, материал можно использовать в качестве «чернил» для 3D-печати. С помощью 3D-принтера им можно придать любую желаемую форму и размер по гораздо более низкой цене, чем другие строительные PCM-материалы.

Команда продемонстрировала возможности нового материала, распечатав и отвердив небольшую модель полого дома. В нагретой духовке внутренняя полость модели оставалась на 40% холоднее, чем снаружи.

Фотоматериал: newatlas.com