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摘要

空间技术等高新领域对智能高效的热控制技术的需求日益提高, 而实现智能热控制技术的关键是要实现材料的热物性智能调控, 于是热导率可响应外场变化的热智能材料成为了研究的焦点. 本文梳理了热智能材料的最新研究进展, 从调控机理、调控幅度、应用价值等角度出发, 介绍了纳米颗粒悬浮液、相变材料、软物质材料、受电化学调控的层状材料和受特定外场调控的材料等不同种类热智能材料的研究现状, 以及以热智能材料为基础的智能热控部件在空间技术等领域的应用. 最后, 本文对热智能材料未来的研究方向进行了探讨.

关键词:

Abstract

Effective thermal control technologies are increasingly demanded in various application scenarios like spacecraft systems. Thermal conductivities of materials play a key role in thermal control systems, and one of the basic requirements for the materials is their reversibly tunable thermal properties. In this paper, we briefly review the recent research progress of the thermal smart materials in the respects of fundamental physical mechanisms, thermal switching ratio, and application value. We focus on the following typical thermal smart materials: nanoparticle suspensions, phase change materials, soft materials, layered materials tuned by electrochemistry, and materials tuned by specific external field. After surveying the fundamental mechanisms of thermal smart devices, we present their applications in spacecraft and other fields. Finally, we discuss the difficulties and challenges in studying the thermal smart materials, and also point out an outlook on their future development.

Keywords:

作者及机构信息

通信作者:曹炳阳,caoby@tsinghua.edu.cn

基金项目:国家自然科学基金(批准号: 51825601, U20A20301)资助的课题.

Authors and contacts

Corresponding author:Cao Bing-Yang,caoby@tsinghua.edu.cn

Funds:Project supported by the National Natural Science Foundation of China (Grant Nos. 51825601, U20A20301).

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