調(diào)溫控光器件在節(jié)能建筑、智能天窗、隱私防護等領(lǐng)域具有重要應(yīng)用價值。傳統(tǒng)智能窗在電、PH、溫度、應(yīng)力等外界刺激下可實現(xiàn)光學透過性的可逆操縱。然而,由于缺乏表界面微納拓撲設(shè)計,這些器件無法適用于多雨、覆冰等極端條件。研發(fā)設(shè)計自清潔、不沾雨水、抗/除冰智能窗仍是當前重要課題之一。
針對以上挑戰(zhàn),合肥工業(yè)大學材料學院陳超副教授團隊研發(fā)了一系列響應(yīng)型仿生超滑表面(SLIPS)。如利用飛秒激光制造光熱響應(yīng)型SLIPS,解決了智能仿生表面自清潔、生物兼容問題(ACS Appl.Mater.Interfaces 2022,14,31667);并基于此設(shè)計,開發(fā)磁響應(yīng)SLIPS,實現(xiàn)了仿生功能器件表面流體超快操縱(Langmuir 2022,38,2174);進而通過優(yōu)化材料體系與微結(jié)構(gòu)拓撲形貌,并結(jié)合形狀記憶微錐的飛秒激光可控制備技術(shù),實現(xiàn)了溫控智能表界面流體/固體的跨物種、跨尺度高靈敏操縱(Appl.Phys.Lett.2022,120,061603)。為解決極寒條件下SLIPS-based智能窗的適用性問題,團隊從材料光學折射率適配角度及微結(jié)構(gòu)拓撲結(jié)構(gòu)設(shè)計出發(fā),發(fā)展了一種兼具調(diào)光、控溫、抗除冰功能的原位電響應(yīng)型SLIPS,相關(guān)成果作為Front cover發(fā)表在Nanoscale上(Nanoscale,2022,14,4474)。
調(diào)光、控溫、抗除冰電控仿生雙模智能窗
近日,為解決SLIPS智能窗存在的粘性耗散問題,陳超副教授繼續(xù)對材料體系和微納結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化設(shè)計,研發(fā)了一種焦耳熱響應(yīng)型、長壽命、超疏水、全固態(tài)、調(diào)光控溫、形狀記憶智能窗,該器件展現(xiàn)了多功能性的同時還具有防窺膜特性(可見度具有光入射角度依賴性),相關(guān)成果發(fā)表在國際知名期刊Advanced Functional Materials上(Adv. Funct. Mater. 2022,10495)。
全固態(tài)超疏水調(diào)光控溫智能窗
上述研究工作得到國家自然科學基金、合肥工業(yè)大學人才啟動基金、學術(shù)新人提升計劃B項目、教育部仿生重點實驗室開放基金等資助,陳超副教授為第一/通訊作者,碩士研究生姚浩為論文第二作者,儀器科學與光電工程學院吳思竹教授、勞召欣教授為共同通訊作者。研究工作還得到中國科學技術(shù)大學吳東教授團隊、吉林大學團隊等支持。
新聞鏈接:http://news.hfut.edu.cn/info/1011/51645.htm
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