CN103140561A - 陶瓷纳米管合成物中的相变能量存储 - Google Patents

陶瓷纳米管合成物中的相变能量存储 Download PDF

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Abstract

本发明通常涉及一种用于形成相变材料合成物的方法和系统以及这样形成的相变材料合成物。在一些示例中，用于形成相变材料(PCM)合成物的方法可以包括：在无极性溶剂中分散纳米线材料以形成纳米线-溶剂分散液；向所述纳米线-溶剂分散液添加PCM以形成纳米线-溶剂-PCM分散液；加热所述纳米线-溶剂-PCM分散液；以及去除所述溶剂。

Description

陶瓷纳米管合成物中的相变能量存储
背景技术
除非另有声明，这一部分中所述的材料并非相对于该申请中权利要求是现有技术，并且并不承认包括在这一部分中就是现有技术。
诸如蜂窝电话、远程传感器和通信激光器之类的便携式基于芯片的设备的特征在于强烈活动的短暂爆发接着是长时间的低水平应用。短的强烈活动可能引起对于内部电子设备的显著加热，可能使性能劣化，并且可能引起与电子设备的直接环境的不兼容。为了减轻这种加热问题，可以将相变材料(PCM)放置为与电子设备接触以用作热容。PCM在PCM熔化转变时吸收热能量，从而从电子设备去除热。常用的PCM包括蜡材料，因为蜡材料从固体到液体的相变允许吸收大量的能量。在(从固体到液体)的相变时，蜡材料变成低粘性的液体，从而必须容纳在封装中，或者冒液体通过电子设备流出的风险。包含封装的蜡从热源层离是限制PCM应用的值得考虑的问题。
发明内容
提供了一种用于形成相变材料合成物的方法和系统、以及使用所述方法和系统形成的相变材料合成物。在一些示例中，一种用于形成相变材料(PCM)合成物的方法可以包括：在无极性溶剂中分散纳米线材料以形成纳米线-溶剂分散液；向所述纳米线-溶剂分散液添加PCM以形成纳米线-溶剂-PCM分散液；加热所述纳米线-溶剂-PCM分散液；以及去除所述溶剂。
在一个示例中，提供了一种用于形成相变材料(PCM)合成物的方法。所述方法可以包括：对纳米线材料进行处理以增强与PCM的兼容性；将所述纳米线材料与PCM进行组合以形成掺和物；以及对所述掺和物进行混合以形成PCM合成物。
在另一个示例中，提供了一种用于形成相变材料(PCM)合成物的系统。所述系统可以包括容器、加热元件、成形元件和控制器。所述容器可以配置为容纳溶剂、纳米线材料和PCM。所述加热元件可以与所述容器相关联，并且配置为将所述容器选择性地加热到适于去除溶剂的温度。所述成形元件可以配置为将剩余的PCM合成物形成为合适的形状和/或尺寸。所述控制器可以耦合至所述加热元件和/或所述成形元件中的一个或多个，并且配置为控制与用于形成PCM的系统相关联的工艺参数。
在另外的示例中，提供了一种计算机可访问介质。所述计算机可访问介质可以具有存储在上面的计算机可执行指令，当通过计算设备执行时，所述计算机可执行指令配置所述计算设备执行用于形成相变材料(PCM)合成物的方法。所述方法可以包括：在无极性溶剂中分散纳米线材料以形成纳米线-溶剂分散液；向纳米线-溶剂分散液添加PCM以形成纳米线-溶剂-PCM分散液；以及通过在纳米-溶剂-PCM分散液中混合PCM和纳米线材料来形成最终的PCM合成物。
尽管已经公开了多个示例，根据以下详细描述，其他示例对于本领域普通技术人员将变得清楚明白。清楚的是在不脱离这里的教导的精神和范围的情况下，所述系统、方法和计算机程序可以在各种明显的方面进行修改。因此，将详细描述看作是本质上是说明性而不是限制性的。
附图说明
根据结合附图的以下描述和所附权利要求，本发明公开的前述和其他特征将变得更加清楚明白。应该理解的是这些附图只是描述了根据本发明公开的几个实施例，因此不应该看作是限制其范围，将通过使用附图利用附加的特性和细节来描述本公开，其中：
在附图中：
图1说明了用于形成PCM合成物的第一方法的示例；
图2说明了用于形成PCM合成物的第二方法的示例；
图3说明了用于形成PCM合成物的第一示例系统的示意图；
图4说明了用于形成PCM合成物的第二示例系统的示意图；
图5说明了用于形成PCM合成物的第三示例系统的示意图；
图6是说明了配置用于形成PCM合成物的示例计算设备的方框图；以及
图7是说明了示例计算机程序产品的方框图，所有这些都根据本公开的至少一些实施例来配置。
具体实施方式
在以下详细描述中参考附图，所述附图形成了描述的一部分。在附图中，除非上下文另有规定，类似的符号典型地标识类似的部件。在详细描述、附图和权利要求中描述的说明性实施例并非意味着限制。在不脱离这里所展现主题的精神和范围的情况下，可以利用其他实施例或者可以进行其他变化。应该理解的是如这里一般性描述并且在附图中说明的本公开的方面可以按照多种不同的结构进行排列、替代、组合、分离和设计，这里明确地以及隐含地考虑了这些内容。
该公开涉及一种与在诸如陶瓷纳米管合成物等PCM合成物中的相变能量存储相关的方法、设备、计算机程序和系统。更具体地，提供了用于形成这些合成物的各种方法和系统以及这样形成的合成物。
简要地说，本公开通常涉及一种形成相变材料合成物的方法和系统以及这样形成的相变材料合成物。在一些示例中，用于形成相变材料(PCM)合成物的方法可以包括：在无极性溶剂中分散纳米线材料以形成纳米线-溶剂分散液；向所述纳米线-溶剂分散液添加PCM以形成纳米线-溶剂-PCM分散液；加热所述纳米线-溶剂-PCM分散液；以及去除所述溶剂。
在替代方法中，可以将PCM溶解在溶剂中以形成PCM-溶剂分散液、并且可以向所述PCM-分散液添加纳米线材料以形成纳米线-溶剂-PCM分散液。在另外的方法中，可以实质上同时向溶剂添加PCM和纳米线材料以形成纳米线-溶剂-PCM分散液。
在各种示例中，可以将纳米线材料与PCM进行混合以形成网孔PCM合成物。所述PCM可以是从固态转变到液态的蜡材料。与相转变相关联的能量便于在相变之前从电子电路吸收能量。在一些示例中，从半导体管芯的表面吸收能量。在其他示例中，从包括上面安装(例如，粘附性地接合或者共熔附着)的一个或多个半导体管芯的衬底的表面吸收能量。在另外的示例中，从电路的密封封装(例如，陶瓷、塑料、金属等)的表面吸收能量。在另外的示例中，从电路板(例如，印刷电路板)的表面吸收能量。
纳米线通过PCM有效地传导热。因此，由于纳米线的渗滤网络，纳米线和PCM的混合物(这里称作合成PCM)形成了具有优秀热传导率的纳米尺度的网孔。
合成PCM促进了对于电子设备的热能量的迅速响应。诸如蜡材料之类的PCM本身不是非常导热的。将蜡材料包封在封装中，所述封装在热界面(即，所述电子设备的与密封的蜡材料热接触的位置)处与电子设备热耦合。然而，密封的蜡材料不能均匀地吸收来自电子设备的热能量。例如，最靠近热界面的一些蜡材料可以在远离热界面的蜡材料的其他部分之前开始熔化。然而，合成PCM中的纳米线材料的纳米结构网络导致了纳米管的高度整合，便于在整个PCM合成物上热能量的更均匀散布。
在合成PCM中散布的纳米线的网络通过熔化时的毛细作用力约束了PCM。纳米线用作产生对于俘获熔化的PCM所必要的毛细作用压力的框架。合成PCM实质上约束了熔化状态下的PCM，使得不要求另外的封装。另外，合成PCM通过热循环维持了热界面(例如，衬底/电子电路和封装的PCM合成物之间的热接触点)处的良好热接触。合成PCM可以用作电子电路(例如，半导体管芯或“芯片”、混合电路、PCB等)和其中热沉可能有用的其他应用中的热沉。
图1说明了根据本公开的至少一些实施例的用于形成PCM合成物的第一方法10的示例。通常，通过将诸如蜡材料之类的相变材料(PCM)与共价改性的或表面活性剂改性的纳米线混合来产生PCM合成物。在PCM的熔化温度以上，通过毛细作用力将液体保持在纳米线网络内部。所得到的PCM合成物是软的和可成形的、但是具有受限的流动能力，因为流动要求液体PCM(熔化的蜡)和纳米线两者的移动。PCM合成物具有大于1GPa的模量，尽管通常包括超过50％的液体材料。PCM合成物的外表面在加热时浸润，并且与所述PCM合成物设置于其上的任意表面共形，并且还通过范德华力提供了良好的粘附性。
方法10可以包括由模块12、14、16、18、20、22和/或24所示的一个或多个功能、操作或动作。处理可以开始于模块12。
在模块12，可以对纳米线材料进行处理以增强与PCM的兼容性。可以基于纳米线与PCM化学兼容的能力、基于纳米线热传导率、以及在整个蜡材料上有效地传递热能的能力来选择纳米线材料。一种合适的纳米线材料包括氮化铝纳米棒，所述氮化铝纳米棒具有范围在约10nm和50nm之间的直径和最高至约500微米的长度。在一些替代示例中，可以使用诸如碳化硅之类的纳米线材料。合适的纳米线材料通常具有高的纵横比以产生用于热能量渗透的有效路径和高的热传导率。
处理纳米材料以增强兼容性可以包括纳米线材料的直接共价改性或表面活性剂的添加。在一些实施方式中，可以向纳米线材料涂覆三甲氧辛基硅烷以钝化纳米线材料的表面，使其可分散在无极性溶剂中。在一些替代实施方式中，诸如辛基磷酸之类的表面活性剂可以用于在纳米线材料上形成有机层，而无需共价附着。可以选择纳米线材料的处理以提供约30％的加载级别。这种级别足以通过毛细作用力将液体PCM俘获在纳米线网格中，并且提供良好的热性能，但是不会替换掉大量的PCM(将牺牲所述合成物吸收热的能力)。应该理解的是在一些实施方式中，可以不处理纳米线材料，并且可以取消模块12。
模块12之后可以是模块14。在模块14，可以将纳米线材料分散在无极性溶剂中。一种合适的无极性溶剂是己烷。无极性或少极性溶剂可以用于匹配PCM的极性。
模块14之后可以是模块16。在模块16，可以向纳米线-溶剂分散液添加PCM。可以选择PCM，使得PCM的熔点在感兴趣的温度附近。PCM用于限制(cap)正在保护的电子设备中可能达到的最高温度。这扩展了可以泵入系统中的能量的量，而不会超过最高温度。对于电子设备应用，感兴趣的温度可能较高。更具体地，电子电路(例如微芯片或组装PC板等)通常具有已经测试的可靠性限制(例如，上限工作温度)。因此，可以选择PCM以具有在电子电路的可靠性限制附近的熔点。一种合适的PCM是十二烷酸，具有43℃的熔点。
模块16之后可以是模块18。在模块18，可以将纳米线-溶剂-PCM分散液加热到PCM的凝固点以上的温度。可以使用任意合适的设备进行加热。例如，可以使用与容器相关联的加热元件进行加热。通常，纳米线和PCM的兼容性导致了良好的分散稳定性。当在PCM熔化温度以上的温度下蒸发溶剂时，产生了更加均质的PCM合成物膜。然而，也可以使用较低的温度。
如模块18所示，溶剂-PCM分散液的加热可以加快PCM的溶解和/或加速溶剂蒸发。然而在一些示例中，可以不执行加热。
模块18之后可以是模块20。在模块20，从纳米线-溶剂PCM中去除溶剂，从而留下了PCM合成物。可以按照任意合适的方式进行溶剂去除。在另一个示例中，可以通过蒸发掉溶剂来进行溶剂去除。在其他示例中，可以通过从容器中倒出或者吸移来进行溶剂去除。
模块20之后可以是模块22。在模块22，可以将剩余的PCM合成物形成为合适的形状。
模块22之后可以是模块24。在模块24，可以将最终形成的PCM合成物应用至热源(例如，目标芯片、电路、PC板等)。可以直接应用于热源或者应用于中间媒介。例如，这种中间媒介可以是热传导油脂、糊状物、粘合剂或铜膜。可以选择分散的纳米材料和PCM的量，使得所得到的PCM合成物具有适于直接用于热源的尺寸。更具体地，可以在具有大体应用于热源的尺寸的面积的容器中形成PCM合成物；例如，如果热源具有1平方厘米的表面积，容器底部的表面积可以是1平方厘米，使得在去除溶剂之后，PCM合成物沉淀在1平方厘米上。例如，可以将PCM合成物制造为具有超过直接用于热源的尺寸并且随后进行细分。例如，如果热源具有1平方厘米的表面积，并且容器底部是10平方厘米，可以将所得到的PCM合成物细分为10个1平方厘米的单元。
在热源的使用期间，将PCM合成物保持与热源热接触，这至少是因为每一个熔化周期(将PCM加热到熔化状态)提供新的机会来形成浸润的表面界面。因此，PCM合成物的表面在每一个熔化周期与热源的表面重新共形，通过范德华力提供了良好的粘附性。
图2说明了根据本公开的至少一些示例的用于形成PCM合成物的第二方法30的示例。方法30可以包括如模块32、34、36、38和/或40所述的一个或多个功能、操作或动作。处理可以开始于模块32。
在模块32，可以对纳米线材料进行处理以增强与PCM的兼容性，如参考图1所述。
模块32之后可以是模块34。在模块34，可以将纳米线材料与PCM进行组合。
模块34之后可以是模块36。在模块36，可以将纳米线材料和PCM手动混合以提供PCM合成物。在一些实施方式中，这种混合包括拖拉纳米线材料通过熔化状态的蜡以密封纳米线材料。
模块36之后可以是模块38。在模块38，可以将从模块36所得到的PCM合成物形成为合适的形状。
模块38之后可以是模块40。在模块40，可以将形成的PCM合成物施加到热源。
图3说明了根据本公开的至少一些示例的用于形成PCM合成物的第一示例系统50的示意图。如所示地，示例系统50包括容器52、加热元件54、控制器56和成形元件58。在一些实施例中，也可以提供去除元件59。溶剂、纳米线材料和PCM可以分散在容器52中，加热元件54配置为将容器选择性地加热到适用于去除溶剂的温度。温度探头或一些其他热监测设备可以配置为监测加热元件54或容器52中的材料的工作温度。成形元件58可以配置为将剩余的PCM合成物形成为合适的形状和/或尺寸(例如，应用于特定热源的形状和尺寸)。去除元件59可以与容器52相关联，并且配置为从容器52去除溶剂，例如通过从容器蒸发溶剂。控制器56可以与加热元件54、温度监测设备和/或成形元件58的一个或多个耦合。控制器56可以是任意合适的控制设备(例如，计算设备、微处理器、微控制器等)，所述控制设备配置为控制诸如加热温度设置点、加热时间、冷却时间、成形等之类的工艺参数。图3所示的系统可以用于根据图1的示例方法形成PCM合成物。
图4说明了根据本公开的至少一些示例的用于形成PCM合成物的第二示例系统60的示意图。如所示地，系统60包括容器62、混合元件64、控制器66和成形元件68。可以在容器62中掺和纳米线材料和PCM。混合元件64配置为选择性地混合纳米线材料和PCM。温度探头或一些其他热监测设备可以配置为监测容器652中的材料的工作温度。成形元件68可以配置为将PCM合成物(形成为)合适的形状和/或尺寸(例如，应用于特定热源的形状和尺寸)。控制器66可以与成形元件68或温度监测设备的一个或多个耦合。控制器66可以是任意合适的控制设备(例如，计算设备、微处理器、微控制器等)，所述控制设备配置为控制诸如温度、设置点、混合速度、成形等之类的工艺参数。
图5说明了根据本公开至少一些实施例的用于形成PCM合成物的第三示例系统70的示意图。如所示地，示例系统70包括容器72、加热元件74、压力腔室75、控制器76和成形元件78。可以在容器72中分散溶剂、纳米线材料和PCM。加热元件74配置为将容器选择性地加热到适用于去除溶剂的温度。温度探头或一些其他热监测设备可以配置为监测加热元件74或容器72中的材料的工作温度。压力腔室75可以配置为向容器72选择性地加压。成形元件78可以配置为将剩余PCM合成物形成为合适的形状和/或尺寸(例如，应用于特定热源的形状和尺寸)。控制器76可以与加热元件74、压力腔室75、温度监测设备和/或成形元件78的一个或多个耦合。控制器76可以是任意合适的控制设备(例如，计算设备、微处理器、微控制器等)，所述控制设备配置为控制诸如加热温度设置点、加热时间、冷却时间、成形等之类的工艺参数。
图6是说明了示例计算设备900的方框图，所述示例计算设备配置为根据本公开来生产PCM合成物。计算设备是可以用作图3、图4或图5的控制器的一个示例设备，也可以设想其他示例设备。在非常基本的配置901中，计算设备900典型地包括一个或多个处理器910和系统存储器920。存储器总线930可以用于在处理器910和系统存储器920之间通信。
根据所期望的配置，处理器910可以是任意类型的，包括但不限于微处理器(μP)、微控制器(μC)、数字信号处理器(DSP)或其任意组合。处理器910可以包括一级或多级高速缓存(例如，一级高速缓存911和二级高速缓存912)、处理器核913、以及寄存器914。示例处理器核913可以包括算术逻辑单元(ALU)、浮点单元(FPU)、数字信号处理核(DSP核)或其任意组合。示例存储器控制器915也可以与处理器910一起使用，或者在一些实施方式中，存储器控制器915可以是处理器910的内部部件。
根据所期望的配置，系统存储器920可以是任意类型的，包括但不限于易失性存储器(如RAM)、非易失性存储器(如ROM、闪存等)或其任意组合。系统存储器920可以包括操作系统921、一个或多个应用程序922和程序数据924。应用程序922可以包括工艺参数逻辑923，用于控制根据这里描述的任一种技术来形成PCM合成物的工艺参数。程序数据924包括工艺参数数据(例如，包括温度控制、压力控制)或者其他参数925。在一些示例中，温度控制可以控制温度设置点、时间段、和/或不锈钢压热器的冷却次数。在一些实施例中，应用程序922可以设置为在操作系统921上以程序数据924进行操作，使得计算设备可以与用于形成PCM合成物的系统可操作地关联，并且可以控制用于形成PCM合成物的系统的工艺参数。这里所描述的基本配置在图6中由虚线901内的部件来图示。
计算设备900可以具有额外特征或功能以及额外接口，以有助于基本配置901与任意所需设备和接口之间进行通信。例如，总线/接口控制器940可以有助于基本配置901与一个或多个数据存储设备950之间经由存储接口总线941进行通信。数据存储设备950可以是可拆除存储设备951、不可拆除存储设备952或其组合。可拆除存储设备和不可拆除存储设备的示例包括磁盘设备(如软盘驱动器和硬盘驱动器(HDD))、光盘驱动器(如紧致盘(CD)驱动器或数字通用盘(DVD)驱动器)、固态驱动器(SSD)以及磁带驱动器，这仅仅是极多例子中的一小部分。示例计算机存储介质可以包括以任意信息存储方法或技术实现的易失性和非易失性、可拆除和不可拆除介质，如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据。
系统存储器920、可拆除存储设备951和不可拆除存储设备952均是计算机存储介质的示例。计算机存储介质包括但不限于RAM、ROM、EEPROM、闪存或其他存储器技术，CD-ROM、数字多功能盘(DVD)或其他光存储设备，磁盒、磁带、磁盘存储设备或其他磁存储设备，或可以用于存储所需信息并可以由计算设备900访问的任意其他介质。任何这种计算机存储介质可以是设备900的一部分。
计算设备900还可以包括接口总线942，以有助于各种接口设备(例如，输出接口、外围接口和通信接口)经由总线/接口控制器940与基本配置901进行通信。示例输出设备960包括图形处理单元961和音频处理单元962，其可被配置为经由一个或多个A/V端口963与多种外部设备(如显示器或扬声器)进行通信。示例外围接口970包括串行接口控制器971或并行接口控制器972，它们可被配置为经由一个或多个I/O端口973与外部设备(如输入设备(例如，键盘、鼠标、笔、语音输入设备、触摸输入设备等))或其他外围设备(例如，打印机、扫描仪等)进行通信。示例通信设备980包括网络控制器981，其可以被设置为经由一个或多个通信端口982与一个或多个其他计算设备990通过网络通信链路进行通信。
网络通信链路可以是通信介质的一个示例。通信介质典型地可以由调制数据信号(如载波或其他传输机制)中的计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据来体现，并可以包括任意信息传送介质。“调制数据信号”可以是通过设置或改变其一个或多个特性而在该信号中实现信息编码的信号。例如，但并非限制性地，通信介质可以包括有线介质(如有线网络或直接布线连接)、以及无线介质(例如声、射频(RF)、微波、红外(IR)和其他无线介质)。这里所使用的术语计算机可读介质可以包括存储介质和通信介质。
计算设备900可以实现为诸如蜂窝电话、个人数字助手(PDA)、个人媒体播放设备、无线网页浏览设备、个人头戴式设备、专用设备之类的小型便携(或移动)电子设备或包括上述任一功能在内的混合设备的一部分。计算设备900也可以实现为包括膝上型计算机和非膝上型计算机配置两者在内的个人计算机。
图7说明了根据本公开设置的示例计算机程序产品501的方框图。在一些示例中，如图7所示，计算机程序产品501包括信号承载介质503，信号承载介质503也可以包括计算机可执行指令505。计算机可执行指令505可以配置为提供根据这里描述的技术的任一种形成PCM合成物的指令。在一些示例中，计算机可执行指令可以包括以下内容相关的指令：在无极性溶剂中分散纳米线材料以形成纳米线-溶剂分散液；向所述纳米线-溶剂分散液添加PCM以形成纳米线-溶剂-PCM分散液；加热所述纳米线-溶剂-PCM分散液；以及去除所述溶剂。更一般地，所述计算机可执行指令可以与加热速率、温度设置点、冷却速率、混合速度、混合时间、压力或一些其他工艺参数相关。
同样如图7所示，在一些示例中，计算机程序产品500可以包括计算机可读介质506、可记录介质508和通信介质510的一个或多个。这些元件周围的虚线框可以表示信号承载介质502(但是不局限于此)中可以包括的不同类型的介质。这些类型的介质可以对由计算机设备(包括处理器、用于执行这些指令的逻辑和/或其他装置)执行的计算机可执行指令505进行分发。计算机可读介质506和记录介质508可以包括但是不局限于软盘、硬盘驱动器(HDD)、紧致盘(CD)、数字通用盘(DVD)、数字磁带、计算机存储器等。通信介质510可以包括但不限于数字和/或模拟通信介质(例如，光纤光缆、波导、有线通信链路、无线通信链路等)。
本公开不局限于在该申请中描述的具体实施例的方面，其是作为各个方面的说明。如对于本领域普通技术人员清楚明白的，在不脱离本发明精神和范围的情况下可以进行许多改进和变化。除了这里所列举的之外，本领域普通技术人员根据前述描述对于本发明公开范围内的功能等效方法和设备是清楚明白的。这些改进和变化均落在所附权利要求的范围之内。本发明公开只受到所附权利要求以及这些权利要求所赋予的等效范围的限制。应该理解的是这种公开不是局限于具体的方法、试剂、化合物成分或生物系统，而是当然可以变化。还应该理解的是这里使用的术语只是为了描述具体示例的目的，而不是为了限制。其仅为说明而非限制。
本公开通常涉及一种用于形成PCM合成物的系统和方法以及这样形成的PCM合成物。在一个示例中，描述了用于形成PCM合成物的第一方法。所述方法可以包括：在无极性溶剂中分散纳米线材料以形成纳米线-溶剂分散液；向所述纳米线-溶剂分散液添加PCM以形成纳米线-溶剂-PCM分散液；以及去除所述溶剂。
在另一个示例中，描述了用于形成PCM合成物的另一种方法。所述方法可以包括对纳米线材料进行处理以增强与PCM的兼容性；将所述纳米线材料与PCM进行组合以形成掺和物；以及对组合的纳米线材料和PCM进行混合。
在再一个示例中，描述了一种相变材料合成物。所述相变材料合成物包括：相变材料；以及在所述相变材料中分散的共价改性或表面活性剂改性的纳米线的网络，其中所述纳米线具有范围在约10nm和50nm之间的直径，并且其中所述纳米线具有最高至约500微米的长度，其中所述相变材料合成物具有大于1GPa的模量。
在又一个示例中，描述了一种计算机可访问介质，具有存储在上面的用于形成相变材料合成物的计算机可执行指令。在该示例中，所述计算机可执行指令可以包括以下指令，用于：在无极性溶剂中分散纳米线材料以形成纳米线-溶剂分散液；向所述纳米线-溶剂分散液添加PCM以形成纳米线-溶剂-PCM分散液；以及加热所述纳米线-溶剂PCM分散液，并且去除所述溶剂。
在系统方案的硬件和软件实现方式之间存在一些小差别；硬件或软件的使用一般(但并非总是，因为在特定情况下硬件和软件之间的选择可能变得很重要)是一种体现成本与效率之间权衡的设计选择。可以各种手段(例如，硬件、软件和/或固件)来实施这里所描述的工艺和/或系统和/或其他技术，并且优选的手段将随着所述工艺和/或系统和/或其他技术所应用的环境而改变。例如，如果实现者确定速度和准确性是最重要的，则实现者可以选择主要为硬件和/或固件的手段；如果灵活性是最重要的，则实现方可以选择主要是软件的实施方式；或者，同样也是可选地，实现方可以选择硬件、软件和/或固件的某种组合。
以上的详细描述通过使用方框图、流程图和/或示例，已经阐述了设备和/或工艺的众多实施例。在这种方框图、流程图和/或示例包含一个或多个功能和/或操作的情况下，本领域技术人员应理解，这种方框图、流程图或示例中的每一功能和/或操作可以通过各种硬件、软件、固件或实质上它们的任意组合来单独和/或共同实现。在一个实施例中，本公开所述主题的若干部分可以通过专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、数字信号处理器(DSP)、或其他集成格式来实现。然而，本领域技术人员应认识到，这里所公开的实施例的一些方面在整体上或部分地可以等同地实现在集成电路中，实现为在一台或多台计算机上运行的一个或多个计算机程序(例如，实现为在一台或多台计算机系统上运行的一个或多个程序)，实现为在一个或多个处理器上运行的一个或多个程序(例如，实现为在一个或多个微处理器上运行的一个或多个程序)，实现为固件，或者实质上实现为上述方式的任意组合，并且本领域技术人员根据本公开，将具备设计电路和/或写入软件和/或固件代码的能力。此外，本领域技术人员将认识到，本公开所述主题的机制能够作为多种形式的程序产品进行分发，并且无论实际用来执行分发的信号承载介质的具体类型如何，本公开所述主题的示例性实施例均适用。信号承载介质的示例包括但不限于：可记录型介质，如软盘、硬盘驱动器、紧致盘(CD)、数字视频盘(DVD)、数字磁带、计算机存储器等；以及传输型介质，如数字和/或模拟通信介质(例如，光纤光缆、波导、有线通信链路、无线通信链路等)。
本领域技术人员应认识到，以上文方式描述设备和/或工艺是常见的，此后使用工程实践来将所描述的设备和/或工艺集成到数据处理系统中是本领域的常用手段。也即，这里所述的设备和/或工艺的至少一部分可以通过合理数量的试验而被集成到数据处理系统中。本领域技术人员将认识到，典型的数据处理系统一般包括以下各项中的一项或多项：系统单元外壳；视频显示设备；存储器，如易失性和非易失性存储器；处理器，如微处理器和数字信号处理器；计算实体，如操作系统、驱动程序、图形用户接口、以及应用程序；一个或多个交互设备，如触摸板或屏幕；和/或控制系统，包括反馈环和控制电动机(例如，用于感测位置和/或速度的反馈；用于移动和/或调整分量和/或数量的控制电动机)。典型的数据处理系统可以利用任意合适的商用部件(如数据计算/通信和/或网络计算/通信系统中常用的部件)予以实现。
本公开所述的主题有时说明不同部件包含在不同的其他部件内或者不同部件与不同的其他部件相连。应当理解，这样描述的架构只是示例，事实上可以实现许多能够实现相同功能的其他架构。在概念上，有效地“关联”用以实现相同功能的部件的任意设置，从而实现所需功能。因此，这里组合实现具体功能的任意两个部件可以被视为彼此“关联”从而实现所需功能，而无论架构或中间部件如何。同样，任意两个如此关联的部件也可以看作是彼此“可操作地连接”或“可操作地耦合”以实现所需功能，且能够如此关联的任意两个部件也可以被视为彼此“能可操作地耦合”以实现所需功能。能可操作地耦合的具体示例包括但不限于物理上可连接和/或物理上交互的部件，和/或无线交互和/或可无线交互的部件，和/或逻辑交互和/或可逻辑交互的部件。
至于本文中任何关于多数和/或单数术语的使用，本领域技术人员可以从多数形式转换为单数形式，和/或从单数形式转换为多数形式，以适合具体环境和应用。为清楚起见，在此明确声明单数形式/多数形式可互换。
本领域技术人员应当理解，一般而言，所使用的术语，特别是所附权利要求中(例如，在所附权利要求的主体部分中)使用的术语，一般地应理解为“开放”术语(例如，术语“包括”应解释为“包括但不限于”，术语“具有”应解释为“至少具有”等)。本领域技术人员还应理解，如果意在所引入的权利要求中标明具体数目，则这种意图将在该权利要求中明确指出，而在没有这种明确标明的情况下，则不存在这种意图。例如，为帮助理解，所附权利要求可能使用了引导短语“至少一个”和“一个或多个”来引入权利要求中的特征。然而，这种短语的使用不应被解释为暗示着由不定冠词引入的权利要求特征将包含该特征的任意特定权利要求限制为仅包含一个该特征的发明，即便是该权利要求既包括引导短语“一个或多个”或“至少一个”又包括不定冠词如(例如，不定冠词应当典型地被解释为意指“至少一个”或“一个或多个”)；在使用定冠词来引入权利要求中的特征时，同样如此。另外，即使明确指出了所引入权利要求特征的具体数目，本领域技术人员应认识到，这种列举应典型地解释为意指至少是所列数目(例如，不存在其他修饰语的短语“两个特征”典型地意指至少两个该特征，或者两个或更多该特征)。另外，在使用类似于“A、B和C等中至少一个”这样的表述的情况下，一般来说应该按照本领域技术人员通常理解该表述的含义来予以解释(例如，“具有A、B和C中至少一个的系统”应包括但不限于单独具有A、单独具有B、单独具有C、具有A和B、具有A和C、具有B和C、和/或具有A、B、C的系统等)。在使用类似于“A、B或C等中至少一个”这样的表述的情况下，一般来说应该按照本领域技术人员通常理解该表述的含义来予以解释(例如，“具有A、B或C中至少一个的系统”应包括但不限于单独具有A、单独具有B、单独具有C、具有A和B、具有A和C、具有B和C、和/或具有A、B、C的系统等)。本领域技术人员还应理解，实质上任意表示两个或更多可选项目的转折连词和/或短语，无论是在说明书、权利要求书还是附图中，都应被理解为给出了包括这些项目之一、这些项目任一方、或两个项目的可能性。例如，短语“A或B”应当被理解为包括“A”或“B”、或“A和B”的可能性。
另外，在以马库什组描述本公开的特征或方案的情况下，本领域技术人员应认识到，本公开由此也是以该马库什组中的任意单独成员或成员子组来描述的。
本领域技术人员应当理解，出于任意和所有目的，例如为了提供书面说明，这里公开的所有范围也包含任意及全部可能的子范围及其子范围的组合。任意列出的范围可以被容易地看作充分描述且实现了将该范围至少进行二等分、三等分、四等分、五等分、十等分等。作为非限制性示例，在此所讨论的每一范围可以容易地分成下三分之一、中三分之一和上三分之一等。本领域技术人员应当理解，所有诸如“直至”、“至少”、“大于”、“小于”之类的语言包括所列数字，并且指代了随后可以如上所述被分成子范围的范围。最后，本领域技术人员应当理解，范围包括每一单独数字。因此，例如具有1～3个单元的组是指具有1、2或3个单元的组。类似地，具有1～5个单元的组是指具有1、2、3、4或5个单元的组，以此类推。
尽管已经在此公开了多个方案和实施例，但是本领域技术人员应当明白其他方案和实施例。这里所公开的多个方案和实施例是出于说明性的目的，而不是限制性的，本公开的真实范围和精神由所附权利要求表征。

Claims (23)

1.一种用于形成相变材料PCM合成物的方法，包括：
对纳米线材料进行处理以增强与PCM的兼容性；
将所述纳米线材料与PCM进行组合以形成掺和物；以及
对所述掺和物进行混合以形成PCM合成物。
2.根据权利要求1所述的方法，还包括：在无极性溶剂中分散纳米线材料以形成纳米线-溶剂分散液；其中将所述纳米线材料与PCM进行组合包括向所述纳米线-溶剂分散液添加PCM以形成掺和物；以及其中所述掺和物包括纳米线-溶剂-PCM分散液。
3.根据权利要求2所述的方法，还包括加热所述纳米线-溶剂-PCM分散液。
4.根据权利要求3所述的方法，还包括在形成所述掺和物之后从所述纳米线-溶剂分散液中去除所述溶剂。
5.根据权利要求2所述的方法，还包括将所述纳米线-溶剂-PCM分散液加热到PCM熔化温度以上的温度。
6.根据权利要求2所述的方法，其中所述无极性溶剂是己烷。
7.根据权利要求1所述的方法，其中对所述纳米线材料进行处理包括引导所述纳米线材料的共价改性。
8.根据权利要求1所述的方法，其中对所述纳米线材料进行处理包括向所述纳米线材料涂覆表面活性剂。
9.根据权利要求8所述的方法，其中所述表面活性剂是三甲氧辛基硅烷或辛基磷酸。
10.根据权利要求1所述的方法，还包括将所述PCM合成物形成为合适的形状。
11.根据权利要求1所述的方法，其中混合包括将所述纳米线材料拖拉通过熔化状态下的蜡以密封所述纳米线材料。
12.根据权利要求1所述的方法，还包括：将PCM溶解在溶剂中以形成PCM-溶剂分散液，其中将所述纳米线材料与PCM进行组合包括向所述PCM-溶剂分散液添加纳米线材料以形成掺和物，其中所述掺和物包括纳米线-溶剂-PCM分散液。
13.根据权利要求1所述的方法，将所述纳米线材料与PCM进行组合包括实质上同时向溶剂添加所述纳米线材料和PCM以形成掺和物，并且其中所述掺和物包括纳米线-溶剂-PCM分散液。
14.一种相变材料合成物，包括：
相变材料PCM；
在所述相变材料PCM中分散的共价或表面活性剂改性的纳米线的网络，其中所述纳米线具有范围在约10hm和约50nm之间的直径，并且其中所述纳米线具有最高至约500微米的长度；以及
其中所述相变材料合成物具有大于1GPa的模量。
15.根据权利要求14所述的相变材料，其中利用三甲氧辛基硅烷或辛基磷酸对所述纳米线进行改性。
16.根据权利要求15所述的方法，其中所述纳米线材料是氮化铝。
17.根据权利要求15所述的方法，其中所述相变材料是十二烷酸。
18.一种用于形成相变材料PCM合成物的系统，包括：
容器，配置为容纳溶剂、纳米线材料和PCM；
加热元件，与所述容器相关联，并且配置为将所述容器选择性地加热到适于去除所述溶剂的温度；
成形元件，配置为将剩余的PCM合成物形成为合适的形状和/或尺寸；以及
控制器，耦合至所述加热元件和/或所述成形元件中的一个或多个，并且配置为控制与用于形成PCM的系统相关联的工艺参数。
19.根据权利要求18所述的系统，其中所述容器中的溶剂、纳米线和PCM一起构成所述容器中的容纳物，并且所述系统还包括温度探头，所述温度探头配置为监测所述加热元件和所述容器的容纳物中的一个或多个的工作温度。
20.根据权利要求18所述的系统，还包括去除元件，与所述容器相关联并且配置为从所述容器中去除所述溶剂。
21.根据权利要求18所述的系统，还包括压力腔室，与所述容器相关联并且配置为对所述容器选择性地加压。
22.一种计算机可访问介质，具有存储在上面的计算机可执行指令，当通过计算设备执行时，所述计算机可执行指令配置所述计算设备执行用于形成相变材料PCM合成物的方法，所述方法包括：
在无极性溶剂中分散纳米线材料以形成纳米线-溶剂分散液；
向所述纳米线-溶剂分散液添加PCM以形成纳米线-溶剂-PCM分散液；以及
通过在纳米线-溶剂-PCM分散液中掺和PCM和纳米线材料来形成最终的PCM合成物。
23.根据权利要求22所述的计算机可访问介质，还包括加热所述纳米线-溶剂PCM分散液，并且去除所述溶剂以得到最终的PCM合成物。
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