可摺疊的懸浮粒子智能窗

2021-02-25 材料科學前沿
懸浮粒子調光智能窗是一種可根據需求在透明與著色之間可逆轉變的新型窗戶，可以動態地調整來自太陽的光和熱，節省建築的取暖、製冷和照明費。當關閉電源時，懸浮粒子做布朗運動，隨機分布，從而阻擋光線的通過；當開啟電源時，懸浮粒子產生極化，重新取向有序排列，從而光線可以順利通過。傳統的懸浮粒子調光裝置是將含大量懸浮液滴的活性層夾在兩層ITO電極之間。然而，ITO是剛性薄膜，在低應變下，極易開裂和破碎，導致其導電性能急劇降低，從而影響整個調光裝置的性能。近日，加拿大魁北克國立科學研究院黃勝雲博士研究生，馬冬玲教授等人設計出了一種新型的可摺疊懸浮粒子調光智能窗。與傳統的懸浮粒子調光裝置不同的是，一種全新的銀納米線薄膜作為透明電極首次被應用到該裝置中。研究者首先通過自動刮塗機系統將銀納米線薄膜均勻地分散在玻璃基底上，之後再在銀納米線薄膜的表面刮塗一層高分子聚合物，最後將銀納米線薄膜/聚合物從玻璃基底上揭下，獲得大面積超柔性銀納米線透明電極。該銀納米線電極不僅具有高透光率和導電率，還具有極其優異的柔韌性，可彎曲10000次以上。他們進一步將該柔性電極應用在懸浮粒子調光裝置中。結果顯示該柔性銀納米線基懸浮粒子調光裝置具有極好的穩定性，大的光調製範圍（60.2%）以及快速的響應時間（21 s）。

大面積懸浮粒子調光裝置

此外，該銀納米線基懸浮粒子調光裝置具有極其優異的柔韌性，如可以輕易的包覆在曲率半徑為3.2 cm的小燒杯上，獲得智能調光燒杯；可反覆摺疊180°且基本保持原有性能。該研究的最大意義在於，通過簡單的方法製備出大面積超柔性高性能的銀納米線透明電極，有望為下一代柔性光電器件鋪平道路。

Huang, S.; Zhang, Q.;Yang, F.; Gangadharan, D. T.; Li, P.; Ren, F.; Sun, B.; Ma, D., A facile way forscalable fabrication silver nanowire network electrodes for high-performanceand foldable smart windows. Journal of Materials Chemistry A 2020, https://doi.org/10.1039/C9TA14030A.

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