考慮到加熱與冷卻系統消耗了的相當多的能量，基於被動式溫度控制的減排方案，也被研究人員寄予了相當高的期望。近日，德克薩斯農工大學的一支研究團隊，就在材料學旗艦期刊《Matter》上發表了一篇文章，以介紹該校工程師新開發的一種能夠3D打印的相變複合材料。

（來自：TAMU）

相變材料（簡稱PCM）的特點，是能夠隨著溫度的變化，而切換不同的物質形態。而其最具前景的應用場景之一，就包括了建築物的溫度調節。

比如PCM 材料可在吸收熱量時熔化成液體，並為周圍環境提供冷卻。而當環境溫度過低的時候，材料又會再次凝固，並釋放之前已儲存的熱量。

此前，已有研究人員將PCM材料用於保持咖啡杯中的熱飲溫度、根據佩戴者的需要而保持織物的溫暖或涼爽、防止結霜的液體塗層等。

不過此類新奇應用，普遍效率低下且成本高昂。因為它們需要一個外殼來容納液態的相變材料，這意味著需要將PCM 顆粒嵌入到建築材料中，所以現實中很難見到、更別提大規模推廣。

有趣的是，德克薩斯農工大學的研究團隊，就希望將PCM 直接混合到建築材料中。具體說來是，他們將作為相變材料的石蠟、和作為支撐結構的液態樹脂混合，從而創造出了一種能夠根據需要進行成型的柔軟糊狀材料。

一旦達到所需的形狀，即可使用紫外線固化以硬化樹脂。最終我們看到了一種堅固到足以用於建築的材料，且裡面含有PCM 的封裝。

在免除了外殼之後，相變材料就能更密集地被囊括於其中（佔材料總量的63%），進而提升了其調節環境溫度的能力。

更重要的是，這種材料現可更輕鬆地批量生產。柔軟的特性，意味著它能夠作為3D 打印耗材，然後根據實際需求製成任意形狀或尺寸、且成本遠低於其它PCM 建築材料。

研究作者Emily Pentzer 博士表示：“借助可擴展非方法，將相變材料集成到建築材料中的能力，為其在新建築和現有結構中發揮更大的被動式溫度調節能力而創造了機會”。

作為演示，研究團隊打印並固化了一個小型空心房屋模型。當模型被置於烤箱中時，中空的內部較外部環境溫度低了40% 。此外經過200次熔化/凝固循環，也幾乎沒有出現相變材料的洩露。

有關這項研究的詳情，已經發表在近日出版的《Matter》期刊上，原標題為《Thermal energy regulation with 3D printed polymer-phase change material composites》。