新材料：新型セルロース系太陽(yáng)光光熱変換材料

パルプフォームは安価で環(huán)境に優(yōu)しい新しい多孔質(zhì)材料である。パルプ繊維を原料とし、界面活性剤を用いてパルプ繊維分散液中の常溫常圧空気を発泡させるとともに、泡は繊維液相の凝集及び乾燥崩壊を阻止し、均一な多孔質(zhì)構(gòu)造を形成し、濾水乾燥後に泡材料を製造することができる。科學(xué)研究者は前期にホウ素イオン架橋と適量の天然ポリマーの導(dǎo)入を通じて、機(jī)能性の定制化加工を?qū)g現(xiàn)できる新型パルプ発泡材料（Chem.Eng.J.、2019、371、34-42、Carbohydr.Polym.、2022、278、118、963）を開(kāi)発し、新型グリーン包裝、建築、保溫?cái)酂幛任簸胜嗓畏忠挨菑暧盲螌?lái)性を持っている。?

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パルプフォーム材料の耐水性をさらに高めるために、架橋剤として天然ゴムを?qū)毪贰⒑?jiǎn)易な表面炭化プロセスを用いて炭化後のパルプフォーム材料（CPNR）に優(yōu)れた光熱変換効果を付與した。CPNRは上部の光熱変換層と下部のパルプ発泡層からなり、界面接著や改質(zhì)処理が不要である。上部光熱変換層は優(yōu)れた光吸収能力（93.2%）を有し、入射した太陽(yáng)光を吸収し、光熱変換作用により熱に変換し、水分蒸発を駆動(dòng)することができる。下部のパルプ発泡體層は、底部から上部光熱変換層に水分を伝導(dǎo)して輸送することができる。同時(shí)に、CPNRの多孔質(zhì)構(gòu)造、低熱伝導(dǎo)性（0.1 WmK?1）と豊富なヒドロキシル構(gòu)造は、優(yōu)れた斷熱性と吸水性（9.9 g?1）を有する。本研究で調(diào)製したCPNRはシミュレーション太陽(yáng)光照射強(qiáng)度の下で、水蒸発速度と効率はそれぞれ1.6 kg m-2 h-1と98.1%に達(dá)した。また、CPNRは優(yōu)れた塩分自己洗浄と塩分蓄積防止の性能を持ち、源の広いセルロースと簡(jiǎn)単な表面炭化技術(shù)を採(cǎi)用し、そのコスト効果を既存の光熱変換材料より顕著に優(yōu)れている。シミュレーション実験により、新型セルロース系光熱変換材料は水蒸発器として使用でき、海水の淡水化、塩/金屬イオンの濃縮、下水処理などの分野に使用できることが期待されている。?

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このほど、関連研究成果が「米國(guó)化學(xué)會(huì)-応用材料と界面」(ACS Appl.Mater.Inter)に発表された。研究活動(dòng)は國(guó)家自然科學(xué)基金、山東省自然科學(xué)傑出青年基金、山東エネルギー研究院、青島市などの支持を得た。この仕事は青島エネルギー所とカナダ湖首大學(xué)が共同で完成した。?