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图4释冷特性示意图（相变材料和复合相变材料的比较）
84.99%，其导热系数比原始相变材料高16.33倍，正癸醇和膨胀石墨 具有良好的化学相容性。
(2)
正癸醇-膨胀石墨的复合相变材料（CPCM )的蓄冷速率
是正癸醇（PCM )的5.51倍。CPCM 的蓄冷时间比PCM 低81.85%, 这意味着在存储相同冷量的条件下可以将冷水机的运行时间减少 81.85% (参考图3)。
(3) CPCM 的释冷速率是PCM 的5.97倍。CPCM 的释冷时间比
PCM 低83.27%。CPCM 的冷凝温度比冰的冷冻温度高约4.1°C 。对应
卡诺式制冷机，其性能系数(COP )可提升15.15% (参考图4)。
(4)
实验结果证明，PCM 具有偏心熔化特性，而CPCM 具有同 心熔化特性。本文测试的CPCM 在1000个热循环中具有良好的热可 靠性。
(5) CPCM 具有增强蓄能的特性，使较高的冷凝温度和过冷 度为零。使用CPCM 可以有效存储和回收冷能，因此本文讨论的复 合相变材料可以用于蓄冷系统以实现节能的目标。
图文来源：International Journal of Refrigeration, vol 123, pp 91-101，2021_ doi.
org/10.1016/j.ijrefrig.2020.11.004
原标题：Preparation, characterisation and energy storage perform ance study on
1-Decanol-Expanded graphite composite PCM for air-conditioning cold storage system
原作者：Solaim alai Raja R akkappan，Suresh Sivan*，ShaikNaveed Ahm ed, M
Naarendharan, P . Sai Sudhir
“智慧城市”被定义为：利用城市应用技术来提高居民福祉 的同时减少城市化的弊端。自2014年以来，新加坡的城市己通过其 “智慧国家计划”解决了信息技术对城市的挑战。该城市在开放平 台上，可以使用共享能源数据、智能导航数据，甚至是公民参与决 策的在线论坛数据。智慧城市的概念中体现了要求实时获取大量数 据，大型智能设备网络必须在网络上平均分配通信的负担，以防止 其中心的信息量超载负荷。通过开发多样的“智能材料”，现在无需 集中信息资源数据即可感知、处理和响应环境情况信息，从而解决 这一问题的挑战。
最近的一项市场分析预测了：构成物联网（I 〇T )的连接设备、 传感器和执行器的数量到2021年将超过460亿，这主要是由于硬件
成本降低至了每台设备仅1美元。测量应变、温度和湿度的廉价连 接传感设备以及使用计算机视觉的间接传感能力的增强，可提供大 量数据来量化建筑环境。以时间和空间的高分辨率进行连续监视 基础结构的物理状态的能力，对可持续性和公平性产生有利影响。 数据驱动的定量决策可以代替基于直觉的、传统的工作流程从而实 现预测性维护。
《科学》报道了多功能材料可以响应外部刺激从而显著改变其
形状或特性。这个概念导致了 “生物材料”的使用，该生物材料将生 物有机体作为感知和响应环境的高效化学机器。此类材料经过工程 设计，可以在微观尺度上感应和调节其状态，从而实现宏观结构或功 能的变化。智能材料或生物材料的常见功能是自我修复，以改善大型 结构的使用寿命，以支持其可持续性。例如，细菌触发的自我修复代 表了生活用胶材料中最普及的应用。科学家已经研究了极端嗜热菌和
工程菌，
使材料具有触发这些自我修复特性所需的自我感知能力。这 些智能和生物材料用于结构健康监测的云
计算的终端。借助低功耗 传感和响应机制，可以检测、解释并作用于水泥中的化学梯度，而不 会增加建筑环境中的通信和处理负担。这一点至关重要，因为在整个 智能城市中进行电子感应和毫米级化学梯度的传输，以及大量的数 据处理工作会导致数字数据处理系统的崩溃。
因为是小规模的信息，所以与整个城市街区的决策无关，因此 将其限制在适当的水平上可以减少对利益相关者（如建筑经理和政 府政策制定者）的负担。这种方法类似于人类神经系统通过控制结 构的层次和构造，去协调数百万个细胞的收缩，而不是有意识地处 理单个肌肉纤维。
智能材料可以在没有活性生物物质帮助的情况下处理数据。在 材料基质中进行计算的一个例子是光子“超材料”（内部结构化材
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Frontiers
前沿
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Frontiers
前沿
料），它可以解决复杂的数学方程式。这些设备利用衍射光学器件
将材料的微观结构转化为无源的全光学。鉴于这些新型材料的设
计和制造，下一代智能材料会以热、光学和机械响应作为感应，利用
爆破玻璃自动且智能立面或太阳能跟踪器，以提高、改进光伏能量收集的效
凯膜过滤技术
率。如图所示：南丹麦大学的建筑物上的光和热传感器会调节百叶
窗，以优化室内温度。
通过部署连接的传感器以提供对关键基础设施的实时结构状青嵩素
态的监控，例如桥梁、水坝、住宅和商业建筑，甚至是临时结构在内
的大量的数据。智慧的材料会将数据处理推向无法想象的极限，实
现可持续发展。最终增加基础设施的使用寿命、减少因电子传感器
优糖米的扩散所浪费的资源以及减少通信所产生的功耗。此外，智慧基础
设施有助于实现离散式云计算。
来源：Science 19 Mar 2021:
Vol. 371, Issue 6535, pp. 1200-1201
为降低全球变暖潜能—H FO-1234ze (E)和
R-515B的比较分析
全球变暖潜能(GWP)，是以二氧化碳排放为基准单位，某种气 体的全球变暖潜能值是指排放这种气体的一个单位量导致的二氧化 碳排放当量。比如，R134a制冷剂的全球变暖潜能为1410，这意味着 释放1克RI34a具有与释放1410克二氧化碳相同的全球变暖效应。近 些年，新的制冷剂混合物R-515B(HFO-1234ze(E)与R-227ea的质量 比例分别为9丨.1%和8.9%)替代肝(：-1343，它的0\¥?的值为299，但 是性能系数COP、加热能力与传统制冷剂相当。目前，这种混合制冷 剂刚被研发不久，尚未全面评估、预测其在空气和水冷式冷却器、热 泵、高温环境空调等应用中替代氢氟碳化合物的潜力。本文的研宂目 标是评估HFO-1234ze(E)和R-515B替代HFC-134a的可行性。
图1是试验装置流程图，是一个带有内部热交换器（IHX)的标 准蒸气压缩循环及其潜在的热源和应用系统。这种设置是热泵技 术的参考配置，用于本文的中等高温应用的分析。由四个主要部分 组成：压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器。此外，在吸入管和液体管 线之间包括一个IHX，该IHX可提高过冷度和过热度，将热量从冷 凝器出口传递到压缩机吸入管中。本文理论分析模型遵循图2所示 的方法，将制冷剂、边界条件和假设作为输入参数引入到工程方程 求解器（EES)中，计算相关参数。
通过系统的测试和计算比较，本文结论如下：
(1)由于热物理性质的差异，HFO-1234ze(E)和R-515B提供的
败据中心脚社区娜网络室
图1试验装置流程图
图2理论数学模型计算流程
热容量比HFC-134a低近25%。但是，HFO-1234ze(E)和R-515B之间
的热容差在2%以下。由于使用了高效的内部换热器，它们的排放温
度低于HFC-134a，并且它们的性能系数（COP)和HFC-134a相近。
(2) 在中等高温应用中，HFO-1234ze(E)和R-515B的制热温 度可高达9(TC，且性能系数相当，因此可以成为传统加热技术的替
代系统。
(3) 全球变暖当量（TEWI)评估表明，在低温加热应用中，与 HFC-134a相比，HFO-1234ze(E)和R-515B的二氧化碳排放当量可插板闸门
分别降至18%和15%。在中等高温应用中，与天然气锅炉相比，它们
高频预热机的排放量可降至78%。
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