TAMUは、3Dプリントが可能な新しい相変化複合材料を開発しています

相変化材料（略してPCM）の特徴は、温度の変化に応じて異なる材料形態を切り替えることができることです。 そして、その最も有望なアプリケーションシナリオの1つには、建物の温度調節が含まれます。

たとえば、PCM材料は、熱を吸収して周囲の環境を冷却すると、液体に溶ける可能性があります。周囲温度が低すぎると、材料は再び固化し、以前に蓄えられた熱を放出します。





以前、研究者はPCM材料を使用して、コーヒーカップ内のホットドリンクの温度を維持し、着用者のニーズに応じて生地を暖かくまたは冷たく保ち、液体コーティングの霜を防ぎました。



ただし、このような新しいアプリケーションは一般に非効率的でコストがかかります。液相変化材料を収容するためのシェルが必要であるため、PCM粒子を建築材料に埋め込む必要があるため、大規模なプロモーションはもちろん、実際には見ることが困難です。

興味深いことに、テキサスA＆M大学の研究チームは、PCMを建築材料に直接混合したいと考えています。具体的には、相変化材料としてのパラフィンワックスと支持構造としての液体樹脂を混合し、必要に応じて成形できる柔らかいペースト状の材料を作成しました。

目的の形状になったら、UV硬化を使用して樹脂を硬化させることができます。結局、建設に使用するのに十分な強度があり、PCMを含むパッケージを見ました。

外殻を取り除いた後、相変化材料をより高密度に（全材料の63％）封じ込めることができるため、周囲温度を調整する能力が向上します。

さらに重要なことに、この材料はより簡単に大量生産できるようになりました。その柔らかさは、3D印刷の消耗品として使用でき、実際のニーズに応じて任意の形状やサイズに加工できることを意味し、他のPCM建材よりもはるかに低コストです。

研究著者のエミリー・ペンツァー博士は、「スケーラブルな非手法の助けを借りて相変化材料を建築材料に統合する能力は、新しい建物や既存の構造物でより優れた受動的体温調節機能を発揮する機会を生み出します」と述べています。

デモンストレーションとして、研究チームは小さな中空の家のモデルを印刷して固めました。モデルをオーブンに入れると、中空の内部は外部環境よりも40％低温になります。さらに、200回の溶融/凝固サイクル後、相変化材料の漏れはほとんどありません。