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合工大陳超團隊AFM:雷射列印超疏水智能窗

作者:高分子科學前沿
合工大陳超團隊AFM:雷射列印超疏水智能窗

調光器件在節能建築、智能天窗、隐私防護等領域具有重要應用價值。傳統智能窗在電、PH、溫度、應力等外界刺激下可實作光學透過性的可逆操縱。然而,目前大多數智能窗存在能耗高、服役穩定性差和調光響應速率慢的問題。研發設計一種無能耗、服役穩定性好和調光速率快的防水智能窗仍是目前重要課題之一。

最近,合肥工業大學陳超副教授研究小組,通過賦予傳統智能視窗以優異的斥液、除冰功能,研發了一種無能耗、靈敏度高(<0.03秒)、超穩定的雙模态磁控防水智能窗。該器件展現了加密-解密、建築熱管理以及角度被動調光等多功能性(圖1),并驗證其極端天氣下汽車安全駕駛方面的潛在應用(圖2)。相關成果發表在Advanced Functional Materials上(Adv. Funct. Mater.2023, 23083)。

合工大陳超團隊AFM:雷射列印超疏水智能窗

圖1 磁控防水智能窗的多功能特性及防窺膜潛在應用

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圖2 不沾雨水的超滑特性及其在汽車安全駕駛方面潛在應用師法自然自然界總是給人們以諸多靈感,如百葉窗通過控制宏觀葉片單元的旋轉角度,可以對室内的光通量進行動态操縱,進而起到隐私防護、照明開關、陽光直射角度操縱、建築溫度調控等功能。受此啟發,陳超副教授利用飛秒雷射列印技術,可控制備了一系列磁響應微葉片陣列(圖3)。通過遠端操縱磁場即可實作對光學及潤濕特性的雙重可逆操縱。

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圖3 磁控雙模智能窗的飛秒雷射可控制造及光學/潤濕特性重構特性該研究的最大意義在于,通過飛秒雷射列印技術,高效制備了兼顧光學與潤濕調控的雙模制動器,賦予其抗雨水沖刷、抗除冰、調光控溫等功能,大大提高了智能窗的服役穩定性,對于長壽命、多功能材料及器件的設計開發有着重要的啟示作用。--纖維素推薦----薦号--

參考文獻:

Chao Chen, Hao Yao, Yan Chen, Long Zhang, Sijia Guo, Sizhu Wu, Shuyi Li, Zhaoxin Lao, Chenchu Zhang" Ultradurable Omni-Liquid-Repellent Smart Window as a High-Performance Wettability/Transparency Manipulator Enabled via Laser-Writing Magnetism-Actuated Microshutters" Adv. Funct. Mater.2023, 23083。來源:高分子科學前沿

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