【摘 要】
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智能窗可以通过临界温度处的可逆物理相变实现智能响应完成对太阳光透过率的调节,从而达到减少能耗的目的.文中设计了一种可用于智能窗的Si-Al/PNIPAm-AEMA(SAPA)复合水凝胶,其由硅铝胶基质和改性聚N-异丙基丙烯酰胺填料组成.硅铝胶基质提供优异的保水性和耐久性,且具备合适的流变性能,使复合水凝胶能根据需要进行3D打印图案化;采用2-氨基乙基甲基丙烯酸酯盐酸盐共聚改性的聚N-异丙基丙烯酰胺微凝胶颗粒PNIPAm-AEMA粒径较大,加强了响应后近红外区域的光屏蔽作用,能提高复合水凝胶的太阳光调节效率
【机 构】
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上海大学 材料科学与工程学院,上海 200444
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智能窗可以通过临界温度处的可逆物理相变实现智能响应完成对太阳光透过率的调节,从而达到减少能耗的目的.文中设计了一种可用于智能窗的Si-Al/PNIPAm-AEMA(SAPA)复合水凝胶,其由硅铝胶基质和改性聚N-异丙基丙烯酰胺填料组成.硅铝胶基质提供优异的保水性和耐久性,且具备合适的流变性能,使复合水凝胶能根据需要进行3D打印图案化;采用2-氨基乙基甲基丙烯酸酯盐酸盐共聚改性的聚N-异丙基丙烯酰胺微凝胶颗粒PNIPAm-AEMA粒径较大,加强了响应后近红外区域的光屏蔽作用,能提高复合水凝胶的太阳光调节效率.热分析表明,复合水凝胶在60℃的保水率为74.6％,低临界共溶温度为33℃左右;同时紫外可见近红外光谱表明,复合水凝胶智能窗器件的太阳光调节效率(ΔTsolar)达到77.6％,具有优异的耐久性.流变测试结果表明,复合水凝胶低剪切速率黏度在40～60 Pa·s之间,并具有剪切变稀性能,无需光固化可直接3D打印.与传统智能窗用水凝胶相比,这种复合水凝胶的设计策略兼顾了基体的保水性能、流变性能与填料优异的太阳光调节性能,克服了纯水凝胶智能窗功能材料耐久性差、近红外区域光调节效率一般和图案化过程复杂等缺点,为智能窗及其他智能光学器件的制作提供了新思路.
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