基于导电聚合物的近场换热器系统技术方案

本发明专利技术提供了一种基于导电聚合物的近场换热器系统，包括柔性复合结构、计算机、偏置电压控制器以及温度传感器；所述柔性复合结构包括导电聚合物聚3，4

【技术实现步骤摘要】
基于导电聚合物的近场换热器系统


[0001]本专利技术涉及传热传质及能量转换领域，具体地，涉及一种基于导电聚合物的近场换热器系统。

技术介绍

[0002]自从科学家首次发现聚乙炔掺杂后导电率可以达到金属的级别以来(导电率从10
‑6S/cm增加到103S/cm)，提出了导电聚合物这一概念。与常见的金属和半导体相比，导电聚合物具有成本低，质量轻、易成型等特点，以及具有良好的导电性、光电性等优点。通过掺杂一些氧化物或者硫化物，可以使得导电聚合物的热稳定温度达到300℃以上，如聚3，4
‑
乙基二氧噻吩：硫酸盐薄膜具有非常优异的热稳定特性，十分适合应用在传热传质领域，比如太阳能电池，热电，热光伏等部件上，从而发挥导电聚合物柔性薄膜的一些特有性质，克服无机刚性材料的一些缺点和无机材料制备成本的局限。
[0003]现有公开号为CN114355692A的中国专利，其公开了一种基于近场热辐射的石墨烯智能热控薄膜，通过电压控制石墨烯中的电解质含量改变石墨烯的介电常数，从而改变真空层两侧的近场热辐射能量，进而对薄膜有效热辐射特性进行控制。该智能热控薄膜结构简单，耗电低，有助于灵活、有效控制卫星的温度场。本专利技术含真空层，引进了近场热辐射，同时利用了石墨烯介电性能调节和近场热辐射调节，增加了整个薄膜的有效发射率的调节范围。
[0004]现有公开号为CN111609750A的中国专利，其公开了一种基于近场辐射的可调控换热器件构造方法及系统，包括：步骤S1：搭建换热器件主体部分；采用温度监测传感器和电压调控器作为测试调控传感器；步骤S2：通过调控施加在石墨烯上的电压大小，调控换热器件的反馈换热；步骤S3：选择石墨烯和双曲超材料六方氮化硼搭建可调控换热器件；步骤S4：采用近场热辐射的散热机理搭建可调控换热器件；步骤S5：控制近场间距，获取基于近场辐射的可调控换热器件。
[0005]专利技术人认为目前技术主要利用石墨烯进行近场热辐射进行调控，调控薄膜的热辐射特性。但由于没有对薄膜建立反馈调节机制，从而无法自主调节换热量，且对于薄膜的使用没有采用具有双曲介电常数特性的导电聚合物，导致换热效果不佳。因此，需要提供一种建立反馈调节机制，能够自主调节换热量，且充分利用薄膜的双曲介电常数特性的基于导电聚合物的近场换热器系统。

技术实现思路

[0006]针对现有技术中的缺陷，本专利技术的目的是提供一种基于导电聚合物的近场换热器系统。
[0007]根据本专利技术提供的一种基于导电聚合物的近场换热器系统,包括：柔性复合结构、计算机、偏置电压控制器以及温度传感器；所述柔性复合结构包括导电聚合物聚3，4
‑
乙基二氧噻吩：硫酸盐薄膜和石墨烯层；两个所述柔性复合结构相对设置，所述偏置电压控制器
和所述温度传感器均设置在位于下端的所述柔性复合结构的表面；所述偏置电压控制器和所述温度传感器均与所述计算机电连接。
[0008]优选地，所述聚3，4
‑
乙基二氧噻吩：硫酸盐薄膜与所述石墨烯层通过化学合成与转移制备形成所述柔性复合结构。
[0009]优选地，所述聚3，4
‑
乙基二氧噻吩：硫酸盐薄膜的制备方法包括如下步骤：将三氟甲磺酸铁溶解在乙醇、聚乙二醇
‑
聚丙二醇
‑
聚乙二醇和N
‑
甲基吡咯烷酮的混合溶液中，静置后与3,4
‑
乙烯二氧噻吩混合，直接喷洒在聚苯乙烯
‑
聚乙烯
‑
聚丁烯
‑
聚苯乙烯基底上进行不同转速的旋涂就可以得到不同厚度的聚3，4
‑
乙基二氧噻吩：三氟甲磺酸盐，再滴加硫酸放置干燥后就可得到聚3，4
‑
乙基二氧噻吩：硫酸盐薄膜。
[0010]优选地，所述聚3，4
‑
乙基二氧噻吩：硫酸盐通过旋涂转速控制的薄膜厚度为50
‑
80纳米。
[0011]优选地，所述石墨烯层为化学气相沉积得到的单层石墨烯层，通过转移方法放置到所述聚3，4
‑
乙基二氧噻吩：硫酸盐薄膜上制备形成所述柔性复合结构。
[0012]优选地，两个柔性复合结构之间的间距在20
‑
100纳米之间。
[0013]优选地，位于下端的所述柔性复合结构的控制温度为300K。
[0014]优选地，所述温度传感器包括温度热电偶传感器，用于探测所述柔性复合结构(1)的表面温度。
[0015]优选地，所述偏置电压控制器(3)用于调控所述石墨烯层的化学势能。
[0016]与现有技术相比，本专利技术具有如下的有益效果：
[0017]1、本专利技术通过利用导电聚合物的柔性特性与介电常数的双曲特性，结合石墨烯层进行近场换热器的有机调控，通过温度传感器探测柔性复合结构的表面温度，通过偏置电压控制器调控石墨烯层的化学势能，通过计算机进行反馈控制调节，实现对近场换热系统的换热量的动态调控。
[0018]2、本专利技术通过采用具有双曲特性的柔性导电聚合物聚3，4
‑
乙基二氧噻吩：硫酸盐，可以有效解决普通柔性材料近场热辐射的低换热量问题，有助于实现高效换热。
附图说明
[0019]通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本专利技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
[0020]图1为本专利技术主要体现基于导电聚合物的近场换热器系统的整体结构示意图；
[0021]图2为本专利技术主要体现导电聚合物聚3，4
‑
乙基二氧噻吩：硫酸盐薄膜的面内和面外介电常数实部；
[0022]图3为本专利技术主要体现导电聚合物聚3，4
‑
乙基二氧噻吩：硫酸盐薄膜的面内和面外介电常数虚部；
[0023]图4为本专利技术主要体现导电聚合物聚3，4
‑
乙基二氧噻吩：硫酸盐薄膜和天然双曲材料六方氮化硼的近场热辐射随近场间距的变化；
[0024]图5为本专利技术主要体现导电聚合物聚3，4
‑
乙基二氧噻吩：硫酸盐薄膜的近场热辐射在不同近场间距下随温差变化的影响情况；
[0025]图6为本专利技术主要体现导电聚合物聚3，4
‑
乙基二氧噻吩：硫酸盐与石墨烯构建的
柔性复合结构的近场热辐射随近场间距的变化。
[0026]图中所示：
[0027]柔性复合结构1计算机2偏置电压控制器3
[0028]温度传感器4
具体实施方式
[0029]下面结合具体实施例对本专利技术进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本专利技术，但不以任何形式限制本专利技术。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本专利技术的保护范围。
[0030]如图1所示，根据本专利技术提供的一种基于导电聚合物的近场换热器系统，包括：柔性复合结构1、计算机2、偏置电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于导电聚合物的近场换热器系统，其特征在于，包括：柔性复合结构(1)、计算机(2)、偏置电压控制器(3)以及温度传感器(4)；所述柔性复合结构(1)包括导电聚合物聚3，4
‑
乙基二氧噻吩：硫酸盐薄膜和石墨烯层；两个所述柔性复合结构(1)相对设置，所述偏置电压控制器(3)和所述温度传感器(4)均设置在位于下端的所述柔性复合结构(1)的表面；所述偏置电压控制器(3)和所述温度传感器(4)均与所述计算机(2)电连接。2.如权利要求1所述的基于导电聚合物的近场换热器系统，其特征在于，所述聚3，4
‑
乙基二氧噻吩：硫酸盐薄膜与所述石墨烯层通过化学合成与转移制备形成所述柔性复合结构(1)。3.如权利要求2所述的基于导电聚合物的近场换热器系统，其特征在于，所述聚3，4
‑
乙基二氧噻吩：硫酸盐薄膜的制备方法包括如下步骤：将三氟甲磺酸铁溶解在乙醇、聚乙二醇
‑
聚丙二醇
‑
聚乙二醇和N
‑
甲基吡咯烷酮的混合溶液中，静置后与3,4
‑
乙烯二氧噻吩混合，直接喷洒在聚苯乙烯
‑
聚乙烯
‑
聚丁烯
‑
聚苯乙烯基底上进行不同...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵长颖，张文斌，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：