智能窗用光致变色材料的制备和性能研究

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智能窗是能在特定条件刺激下改变自身性质的光学器件,其功能的实现依赖于对刺激响应的材料。光致变色材料是应用于智能窗领域的常见材料之一,适用于光致变色智能窗的材料需要透明度高,制备简易。无机光致变色材料因其可逆的光致变色性能和较低的成本符合光致变色智能窗的需求,水凝胶及其衍生物的高透明易制备的特性也适用于智能窗的构建。具体内容如下:(1)将氧化钨(WO3)纳米颗粒与聚乙烯醇(PVA)和甘油(Gly)结合制备了光致变色的PVA/Gly/WO3有机水凝胶,出色的机械和光学性能使其适用于智能窗等智能器件领域,其光致变色可逆因而可擦写,褪色过程可由温度操控。此外甘油的引入使得PVA/Gly/WO3有机水凝胶拥有不错的耐冻和保湿能力。值得一提的是PVA/Gly/WO3有机水凝胶对紫外线敏感并可简单的检测紫外光强度,由于氧化钨有出色的紫外吸收能力,基于氧化钨的光致变色智能窗可以出色的屏蔽紫外线。(2)在PVA/Gly/WO3有机水凝胶基础上使之与聚乙烯醇结晶膜结合从而可以在玻璃上实现强黏附,黏附能达到1367 N/m,且在低温下仍然有不错的的黏附能力,并且PVA/Gly/WO3黏附凝胶仍然拥有出色的光致变色能力,褪色可控。由于光致变色凝胶能够黏附在玻璃上,使得光致变色智能窗也可用作安全玻璃。将PVA/Gly/WO3黏附凝胶组装得到的智能窗和设计好的简单电路结合可以实现一个简易的光控智能窗。(3)水凝胶的易失水一直是影响其使用寿命的一大问题,本文通过干燥PVA/Gly/WO3有机水凝胶的方法得到了高透明的光致变色PVA/Gly/WO3弹性体,其不仅机械强度高,也拥有出色的光致变色性能,它还可以和热敏凝胶结合组装光热双响应智能窗,此外通过对PVA/Gly/WO3弹性体的简单形貌处理可以制备光致变色镜片。
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