日本研究人员利用以水为主要成分的热敏性高分子凝胶，研发出一种新型蓄热材料。利用这种材料储蓄摄氏60度以下的低温热量，其蓄热密度可高达每升562千焦。
新华社报道，三菱电机公司和东京科学大学日前联合发布公报介绍，工厂、汽车、办公楼等排放的低温废热值得有效利用，但通常蓄热温度越低，蓄热密度也越低，迄今鲜有可以高密度储蓄低温热量的蓄热材料问世。
本项研究中，研究人员模仿主要成分为水的生命体细胞质内的大分子拥挤环境，开发出新型蓄热材料，其原料是以水为主要成分的热敏性高分子凝胶。
以往研究显示，在大分子拥挤环境下，水分子会被封闭在大分子之间的狭窄空间内，其排列就会被打乱，而水分子的特性是排列越乱，能量越高。研究人员因此推测，如果可以控制大分子拥挤环境，就有可能控制水分子能量的高低，从而提高蓄热密度。
借助三菱电机自主研发的分子模拟技术，研究团队设计并成功研发大分子浓度高、拥挤环境可通过温度控制的热敏性高分子凝胶。这种凝胶在放热时呈现亲水性，水分子排列在高分子凝胶内部。一旦加热这种凝胶，它就会转变成疏水性，高分子链收缩，内部形成拥挤环境，水分子排列结构就会被打乱，能量得以提高。
在实验中，新型材料储蓄摄氏60度以下热量时，可实现高达每升562千焦的蓄热密度。同时，借助东京科学大学研发的合成反应控制技术，研究团队实现了热敏性高分子凝胶的均质化，大量合成的这种凝胶也达到与实验同等的蓄热密度。
公报说，这种新型材料储蓄低温热量的蓄热密度可达到现有材料的两倍以上，将有助于实现低温废热的回收再利用，应用于节能和脱碳社会建设。