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  近日，廣西大學(xué)徐傳輝教授課題組，通過油酰氯對墨魚真黑色素疏水改性來分散到丁苯橡膠（SBR）中，并通過雙輥混合方式將石蠟（PW）均勻分散在材料基體中，制備了一種具有高光熱性能的柔性PPCMs。這種橡膠復(fù)合材料具有412.0%的斷裂伸長率和2.88 MJ/m³的韌性以及81.7%的光熱轉(zhuǎn)換效率。此外，在70 wt% PW含量時，該材料的泄漏率僅為0.81%，且具有較好的熔融焓(144.98 J/g)。

1.SBR/Z/E復(fù)合材料的制備和形貌

  真黑色素表面豐富的活性基團(tuán)為定向功能化提供了大量的活性位點。在正己烷作為惰性液體保護(hù)和探針超聲儀混合的幫助下，油酰氯很容易與真黑色素表面的-OH、-COOH和-NH-基團(tuán)形成共價鍵，從而實現(xiàn)對真黑色素的疏水改性。其次，在雙輥咀嚼下將EONPs均勻分散在SBR橡膠基體中。隨后，PW和DCP依次加入混合物中，在高溫高壓硫化交聯(lián)成0.5 mm厚薄膜。隨著PW含量的增加，PW顆粒的豐度顯著提升——從基體內(nèi)的稀疏分散逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)槊芗植紶顟B(tài)。由于高溫高壓硫化過程中薄膜邊緣PW泄露形成類似三層夾層結(jié)構(gòu)，因此對PW具有較好的封裝性。此外，沒有經(jīng)過改性的真黑色素發(fā)生明顯團(tuán)聚，而經(jīng)過油酰氯改性的真黑色素能在材料基體中實現(xiàn)均勻分散，并為良好光熱性能奠定基礎(chǔ)。

圖1 真黑色素的疏水改性以及SBR/EO/P復(fù)合材料的制備

圖2 PW和真黑色素在材料基體的分布的SEM和TEM圖

2.力學(xué)性能

  該材料可以任意彎曲、旋轉(zhuǎn)和提取500g重物。由于PW對SBR分子鏈的潤滑作用，因此該材料能夠拉伸至400%且拉伸強(qiáng)度保持約1MPa，表現(xiàn)出良好的柔韌性。此外，由于EONPs與橡膠基體沒有化學(xué)鍵相互作用，隨著其含量的增加，材料拉伸強(qiáng)度表現(xiàn)先降低后升高趨勢。

圖3 SBR/EO/P的力學(xué)性能

3.光熱儲能性能及其應(yīng)用

  在70 wt% PW含量下，該材料具有可接受的熔融焓(144.98 J/g)。此外，光熱與相變儲能功能結(jié)合，該材料在衣服熱管理和模擬小房子光熱升溫與保溫方面具有潛在應(yīng)用。以及該材料在扭曲和拉伸狀態(tài)下，其光熱性能幾乎不受影響。將該材料與溫差發(fā)電機(jī)結(jié)合，在800 mW/cm²光照強(qiáng)度下能輸出約1.1V穩(wěn)定電壓，可為一些微小用電器供電正常工作。

圖4 材料的儲能能力與光熱-相變應(yīng)用

圖5 材料用于溫差發(fā)電應(yīng)用

  相關(guān)成果近期以“Flexible Photothermal Phase Change Material with High Photothermal Properties Achieved by Promoted Dispersion of Hydrophobically Modified Eumelanin ”為題發(fā)表在Small上。論文的第一作者為廣西大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院碩士生利祿基，通訊作者為徐傳輝教授與黃柏助理教授。該研究得到廣西重大人才項目（GXR-1BGQ2424023）支持。

  原文鏈接：https://doi.org/10.1002/smll.202500951