Flexible, Recyclable, and Highly Conductive Self‐Healing Polymer‐Based Phase Change Films for Thermal Management
Source abstract
Abstract
Abstract Phase change materials (PCMs) hold significant promise for thermal energy storage and management. However, challenges such as low thermal conductivity, liquid leakage, solid rigidity, and poor recyclability hinder their practical applications. Herein, a facile yet effective strategy for fabricating highly conductive, flexible, and recyclable polymer‐based phase change composites (PCCs) is proposed. The physically crosslinked dual polymer networks endow the PCC film with excellent latent heat (158.6 J g −1 ), tunable mechanical stress (3.95–8.59 MPa), thermal‐regenerating capability, and recyclability utilization. By utilizing the shear‐induced alignment of graphite nanoplatelets (GNPs), the proposed PCC films demonstrate a remarkable thermal conductivity of 6.24 W m −1 K −1 at a GNP loading of 10 wt.%, achieving a thermal conductivity enhancement efficiency of 302%. Moreover, the flexible PCCs‐based energy device demonstrates effective thermal regulation in electronic devices and wearable thermal management. This work provides a cost‐effective avenue for the scalable fabrication of thermally conductive, flexible, and recyclable PCCs toward various thermal management applications.
Source: crossref · Quality: baseline
Research context
OpenAlex topics: Thermal properties of materials · Phase Change Materials Research · Advanced Thermoelectric Materials and Devices
SciVX discovery tags are terminology-based. OpenAlex topics are source-provided classifications.
Affiliations
School of Energy and Power Engineering Nanjing University of Aeronautics and Astronautics Nanjing 210016 P. R. China
Key Laboratory of Thermal Management and Energy Utilization of Aviation Vehicles Ministry of Industry and Information Technology Nanjing 210016 P. R. China
School of Mechanical Engineering Shanghai Jiao Tong University Shanghai 200240 P. R. China
Funding
National Natural Science Foundation of China · Natural Science Foundation of Jiangsu Province
References (98)
Show source-provided references
1. 10.1038/s41560-021-00778-w10.1038/s41560-021-00778-w ↗
2. 10.1038/s41467-024-49333-710.1038/s41467-024-49333-7 ↗
3. 10.1021/acs.chemrev.2c0057210.1021/acs.chemrev.2c00572 ↗
4. 10.1039/C9EE00542K10.1039/C9EE00542K ↗
5. 10.1002/adfm.20241206610.1002/adfm.202412066 ↗
6. 10.1039/D0EE01355B10.1039/D0EE01355B ↗
7. 10.1038/s41467-022-29090-110.1038/s41467-022-29090-1 ↗
8. 10.1016/j.ensm.2024.10346610.1016/j.ensm.2024.103466 ↗
9. 10.1016/j.pecs.2022.10103710.1016/j.pecs.2022.101037 ↗
10. 10.1021/acsnano.2c0506710.1021/acsnano.2c05067 ↗
11. 10.1038/s41467-024-51530-310.1038/s41467-024-51530-3 ↗
12. 10.1016/j.ensm.2021.07.01910.1016/j.ensm.2021.07.019 ↗
13. 10.1002/adma.20220245710.1002/adma.202202457 ↗
14. 10.1016/j.nanoen.2022.10738310.1016/j.nanoen.2022.107383 ↗
15. 10.1016/j.apenergy.2017.02.01910.1016/j.apenergy.2017.02.019 ↗
16. 10.1016/j.ensm.2017.12.02810.1016/j.ensm.2017.12.028 ↗
17. 10.1007/s40820-022-00947-w10.1007/s40820-022-00947-w ↗
18. 10.1016/j.compositesa.2022.10720510.1016/j.compositesa.2022.107205 ↗
19. 10.1002/adfm.20230926910.1002/adfm.202309269 ↗
20. 10.1021/acsnano.8b0891310.1021/acsnano.8b08913 ↗
21. 10.1007/s40820-022-01003-310.1007/s40820-022-01003-3 ↗
22. 10.1038/s41467-023-43772-410.1038/s41467-023-43772-4 ↗
23. 10.1016/j.apenergy.2018.11.07110.1016/j.apenergy.2018.11.071 ↗
24. 10.1016/j.cej.2021.13146610.1016/j.cej.2021.131466 ↗
25. 10.1016/j.energy.2021.11990010.1016/j.energy.2021.119900 ↗
26. 10.1016/j.solmat.2024.11292910.1016/j.solmat.2024.112929 ↗
27. 10.1016/j.ensm.2021.05.04810.1016/j.ensm.2021.05.048 ↗
28. 10.1002/adma.20231281610.1002/adma.202312816 ↗
29. 10.1002/anie.20231803510.1002/anie.202318035 ↗
30. 10.1002/adfm.20190422810.1002/adfm.201904228 ↗
31. 10.1002/advs.20200127410.1002/advs.202001274 ↗
32. 10.1002/smll.20210564710.1002/smll.202105647 ↗
33. 10.1002/adma.20190509910.1002/adma.201905099 ↗
34. 10.1016/j.carbon.2023.01.03810.1016/j.carbon.2023.01.038 ↗
35. 10.1002/adfm.20180536510.1002/adfm.201805365 ↗
36. 10.1016/j.ensm.2021.12.03010.1016/j.ensm.2021.12.030 ↗
37. 10.1016/j.ensm.2018.10.01410.1016/j.ensm.2018.10.014 ↗
38. 10.1016/j.nanoen.2021.10633810.1016/j.nanoen.2021.106338 ↗
39. 10.1038/s41563-022-01292-410.1038/s41563-022-01292-4 ↗
40. 10.1016/j.compscitech.2024.11073610.1016/j.compscitech.2024.110736 ↗
41. 10.1002/adfm.20231201910.1002/adfm.202312019 ↗
42. 10.1002/adma.20230972310.1002/adma.202309723 ↗
43. 10.1002/adma.20231171710.1002/adma.202311717 ↗
44. 10.1016/j.cej.2022.13996710.1016/j.cej.2022.139967 ↗
45. 10.1038/ncomms1089110.1038/ncomms10891 ↗
46. 10.1002/adma.20200109310.1002/adma.202001093 ↗
47. 10.1002/adma.20190019910.1002/adma.201900199 ↗
48. 10.1021/acs.nanolett.6b0072210.1021/acs.nanolett.6b00722 ↗
49. 10.1039/C7CS00369B10.1039/C7CS00369B ↗
50. 10.1021/nn500390810.1021/nn5003908 ↗
51. 10.1021/acsnano.0c1076810.1021/acsnano.0c10768 ↗
52. 10.1615/AnnualRevHeatTransfer.201400708810.1615/AnnualRevHeatTransfer.2014007088 ↗
53. 10.1016/j.carbon.2012.10.05910.1016/j.carbon.2012.10.059 ↗
54. Harish S. · J. Phys. Chem. · 2013 · 117
55. 10.1016/j.ijheatmasstransfer.2017.12.02410.1016/j.ijheatmasstransfer.2017.12.024 ↗
56. 10.1016/j.renene.2013.05.03810.1016/j.renene.2013.05.038 ↗
57. 10.1016/j.solmat.2011.01.04810.1016/j.solmat.2011.01.048 ↗
58. 10.1016/j.carbon.2012.08.06810.1016/j.carbon.2012.08.068 ↗
59. 10.1016/j.enconman.2017.09.06510.1016/j.enconman.2017.09.065 ↗
60. 10.1002/adma.20230007710.1002/adma.202300077 ↗
61. 10.1016/j.carbon.2012.10.05910.1016/j.carbon.2012.10.059 ↗
62. 10.1021/jp404651210.1021/jp4046512 ↗
63. 10.1016/j.ijheatmasstransfer.2017.12.02410.1016/j.ijheatmasstransfer.2017.12.024 ↗
64. 10.1016/j.enconman.2017.09.06510.1016/j.enconman.2017.09.065 ↗
65. 10.1016/j.renene.2013.05.03810.1016/j.renene.2013.05.038 ↗
66. 10.1016/j.carbon.2012.08.06810.1016/j.carbon.2012.08.068 ↗
67. 10.1021/acssuschemeng.8b0533510.1021/acssuschemeng.8b05335 ↗
68. 10.1016/j.carbon.2016.01.06310.1016/j.carbon.2016.01.063 ↗
69. 10.1039/C6TA07869A10.1039/C6TA07869A ↗
70. 10.1021/acsnano.5b0291710.1021/acsnano.5b02917 ↗
71. 10.1016/j.compositesa.2012.08.01010.1016/j.compositesa.2012.08.010 ↗
72. 10.1021/acsnano.0c0445610.1021/acsnano.0c04456 ↗
73. 10.1016/j.ensm.2021.04.03310.1016/j.ensm.2021.04.033 ↗
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75. 10.1021/acsami.1c2014710.1021/acsami.1c20147 ↗
76. 10.1002/adfm.20221225910.1002/adfm.202212259 ↗
77. 10.1016/j.cej.2021.12963710.1016/j.cej.2021.129637 ↗
78. 10.1016/j.cej.2023.14265010.1016/j.cej.2023.142650 ↗
79. 10.1016/j.compscitech.2023.10994510.1016/j.compscitech.2023.109945 ↗
80. 10.1016/j.est.2022.10479610.1016/j.est.2022.104796 ↗
81. 10.1039/C9TA13925G10.1039/C9TA13925G ↗
82. 10.1016/j.nanoen.2024.10925610.1016/j.nanoen.2024.109256 ↗
83. 10.1016/j.polymer.2022.12488510.1016/j.polymer.2022.124885 ↗
84. 10.1038/s41467-020-15949-810.1038/s41467-020-15949-8 ↗
85. 10.1038/s41565-018-0244-610.1038/s41565-018-0244-6 ↗
86. 10.1002/adma.20230093710.1002/adma.202300937 ↗
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88. 10.1016/j.polymer.2022.12488510.1016/j.polymer.2022.124885 ↗
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93. 10.1016/j.cej.2020.12565410.1016/j.cej.2020.125654 ↗
94. 10.1021/acsami.3c0972210.1021/acsami.3c09722 ↗
95. 10.1002/adfm.20231201910.1002/adfm.202312019 ↗
96. 10.1038/s41467-022-29090-110.1038/s41467-022-29090-1 ↗
97. 10.1021/acsnano.2c0497110.1021/acsnano.2c04971 ↗
98. 10.1016/j.progpolymsci.2016.03.00110.1016/j.progpolymsci.2016.03.001 ↗