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由大连理工大学机器人与机电一体化工程系 Bonghoon Kim 教授领导的研究团队开发出一种“3D 智能能源设备”，该设备具有可逆加热和冷却功能。他们的设备因其卓越性和实用性而获得认可，并被选为国际期刊《先进材料》的封面文章。该团队与 KAIST 机械工程系的 Bongjae Lee 教授和高丽大学材料科学与工程系的 Heon Lee 教授合作。他们的创新设备因其卓越性和实用性而获得官方认可，被选为国际期刊 Advanced Materials 的封面文章。
供暖和制冷约占全球能源消耗的 50%，对全球变暖和空气污染等环境问题造成了重大影响。利用太阳和室外空气作为热源和冷源的太阳能吸收和辐射冷却装置作为环保和可持续的解决方案受到越来越被关注。虽然已经开发了各种设备，但许多设备的功能有限，仅专注于加热或冷却，并且大型系统缺乏可调节性。
开发双功能解决方案
为了解决这些限制，Kim 教授的团队创建了一个“3D 智能能源设备”，将可逆加热和冷却功能集成到单个设备中。该设备采用独特的机制运行：当 3D 结构通过机械剥离工艺打开时，由有机硅弹性体和银制成的下层暴露在外以产生辐射冷却。当结构关闭时，涂有黑色油漆的表面吸收太阳热，从而产生热量。
该团队在多种基材上测试了该设备，包括表皮、玻璃、钢、铝、铜和聚酰亚胺，并证明调整 3D 结构的角度可以控制其加热和冷却性能。这种调节热性能的能力为在宏观和微观尺度上降低温控建筑和电子设备的能耗提供了一种有效且有前途的解决方案。
为了解决这些限制，Kim 教授的团队创建了一个“3D 智能能源设备”，将可逆加热和冷却功能集成到单个设备中。
该设备采用独特的机制运行：当 3D 结构通过机械剥离工艺打开时，由硅橡胶和银制成的下层暴露在外以产生辐射冷却。当结构关闭时，涂有黑色油漆的表面吸收太阳热，从而产生热量。
制造的设备表现出以下特性：
i） 设备在单轴应变下在太阳加热和辐射冷却之间可逆地变化，称为双模式驱动。
ii） 由于优化了设计，设备中的 3D 平台可以使用刚性/软材料作为功能层。
iii） 这些器件可用于宏观/微观尺度的双模式热管理。这些器件使用黑色油漆涂层的聚酰亚胺 （PI） 薄膜作为太阳能吸收剂，多层薄膜由聚二甲基硅氧烷/银/PI 薄层组成，加热和冷却温度分别为 59.5 °C 和 -11.9 °C。
此外，还展示了根据 3D 结构角度的模式变化，并研究了表皮、玻璃、钢、铝、铜和 PI 基板的加热/冷却性能。
该团队在多种基材上测试了该设备，包括表皮、玻璃、钢、铝、铜和聚酰亚胺，并证明调整 3D 结构的角度可以控制其加热和冷却性能。
这种调节热性能的能力为在宏观和微观尺度上降低温控建筑和电子设备的能耗提供了一种有效且有前途的解决方案。
论文网址：
https://doi.org/10.1002/adma.202470309
