近期，我校402永利郭建生教授指導的博士生賈浩同學在仿生光熱轉換纖維及紡織基太陽能集熱技術研究方面持續取得了重要進展和成果，相關工作多次發表在《Solar Energy Materials＆Solar Cells》、《Renewable Energy》、《Journal of Bionic Engineering》等太陽能研究領域及仿生工程領域的國際知名期刊上。
基于北極熊毛發獨特的絕熱結構及光熱轉換特性，該團隊設計了新型的光熱轉換纖維模型，為柔性的光熱轉換纖維材料的研發探索了全新的設計方案。其中采用冷凍幹燥方法對光導纖維管進行非連續塗層處理，制備得到了性能良好的内部部分填充塗層中空光導纖維結構，這種部分填充的内塗層結構有助于光導纖維進行光耦合作用，引入的熒光塗層材料有利于提升光熱轉換效率。測試表明，相比無塗層以及外塗層的光導纖維，内塗層的中空光導纖維管設計可以顯著提升纖維的聚光能力，獲得良好的聚光傳導性能。
透明絕熱材料在新能源開發與節能技術領域具有廣闊的應用前景。但傳統的透明絕熱材料大多采用的是玻璃等非柔性材料，其在靈活性等方面都存在很多限制。目前在世界範圍内，柔性紡織基透明絕熱材料的相關研究還不多見。團隊在研究中提出了基于間隔織物和聚二甲矽氧烷薄膜的透明絕熱材料，并進一步探索了表面聚對二甲苯塗層處理對其性能的影響。通過相關研究測試，得到了最優的紡織基透明絕熱材料設計方案。并搭建應用此紡織基透明絕熱材料的太陽能集熱模型裝置進行了實際實驗測量，進一步驗證了該設想的可行性和實用性。
該團隊還在紡織基太陽能空氣集熱器熱效能理論分析研究的基礎上，構建了計算紡織基太陽能空氣集熱器組熱效能的數學模型，并模拟計算了紡織基太陽能空氣集熱器在不同結構參數、入口參數、光學參數和環境參數的情況下，集熱器的出口溫度、吸熱層溫度、有用能、效率因子以及熱遷移因子等性能指标。并應用所建立的數學模型，制備了初期産品裝置，進行了室外太陽能集熱試驗，驗證了所設計系統的有效性，并驗證了相關模拟結果的正确性。
該系列研究對紡織基柔性透明絕熱材料及紡織基太陽能集熱技術的研發具有積極意義，有利于拓展該類産品的适用範圍及其性能的進一步提升。該課題獲得402永利研究生學位論文創新基金的大力支持。
具體論文信息：
Hao Jia, Jingjing Zhu, Zhaoling Li, Xiaomei Cheng, Jiansheng Guo*, Solar thermal energy harvesting properties of spacer fabric composite used for transparent insulation materials. Solar energy materials and solar cells. 2018, 174, 140–145. (1區, IF=5.018)
Hao Jia, Jingjing Zhu, Zhaoling Li, Xiaomei Cheng, Jiansheng Guo*, Design and Optimization of a Photo-Thermal Energy Conversion Model Based on Polar Bear Hair. Solar energy materials and solar cells. 2017, 159, 345–351. (1區, IF=5.018)
Hao Jia, Xiaomei Cheng, Jingjing Zhu, Zhaoling Li, Jiansheng Guo*, Mathematical and Experimental Analysis on Solar Thermal Energy Harvesting Performance of the Textile-based Solar Thermal Energy Collector. Renewable Energy. 2018, 129, 553-560. (2區, IF=4.900)
Hao Jia, Jiansheng Guo*, Jingjing Zhu, Comparison of the Photo-thermal Behavior of Polar Bear Hair and Wool of Sheep. Journal of Bionic Engineering. 2017, 14, 616-621.(3區, IF=2.325)