成果簡介 

輻射加熱作為一種重要的熱管理技術(shù)，以其高熱效應(yīng)、無介質(zhì)運(yùn)行、良好的穿透性和對不同加熱形狀的兼容性而聞名。為了促進(jìn)該領(lǐng)域的可持續(xù)發(fā)展，開發(fā)先進(jìn)的紅外輻射材料的需求量很大。本文，北京大學(xué)劉忠范院士團(tuán)隊(duì)在《ACS Nano》期刊發(fā)表名為“Dual-Emitter Graphene Glass Fiber Fabric for Radiant Heating”的論文，研究以石墨烯和玻璃纖維為輻射元素，采用化學(xué)氣相沉積（CVD）方法開發(fā)了一種輕質(zhì)、柔性的雙發(fā)射器紅外電熱材料石墨烯玻璃纖維（GGF）。大面積GGF織物 (GGFF) 表現(xiàn)出與波長無關(guān)的高紅外發(fā)射率 (0.92) 和熱輻射效率 (79.4%)，以及超快的電熱響應(yīng) (190.7 °Cs–1at9.30Wcm–2) 和均勻的加熱溫度。GGFF優(yōu)于傳統(tǒng)合金發(fā)熱絲的輻射加熱能力，可實(shí)現(xiàn)33.3%的節(jié)能。GGF可以促進(jìn)高效節(jié)能熱管理技術(shù)的發(fā)展。

圖文導(dǎo)讀

圖1. 用CVD法制備GGFB和GGFF

圖2. GGFF 的紅外輻射特性

圖3. 金屬電阻絲、GGFB和GGFF的紅外輻射能力比較

圖4. GGFF的紅外電熱性能

小結(jié)

采用化學(xué)氣相沉積法成功制備了輕質(zhì)、柔性的GGF，包括GGFB和大面積GGFF，作為一種先進(jìn)的復(fù)合材料。得到的GGFs結(jié)合了石墨烯和玻璃纖維的優(yōu)異性能，尤其是兩者的紅外輻射特性。這樣，雙發(fā)射器GGF表現(xiàn)出可調(diào)諧、波長無關(guān)、高紅外發(fā)射率和高熱輻射效率，以及超快的電熱響應(yīng)和均勻的加熱溫度。GGF的灰體輻射特性可以通過改變T s來調(diào)制發(fā)射帶適應(yīng)不同的吸收場景。當(dāng)用作輻射加熱器時(shí)，GGF 具有優(yōu)于傳統(tǒng)合金加熱絲的輻射加熱能力，節(jié)能>30%。GGFs有望成為新一代輕質(zhì)、靈活、節(jié)能的紅外電熱材料，具有廣泛應(yīng)用于熱管理的潛力。

信息來源：材料分析與應(yīng)用 微信公眾號