隨著全球能源危機(jī)和環(huán)境問(wèn)題日益嚴(yán)峻，建筑節(jié)能已成全球關(guān)注的焦點(diǎn)。在這一背景下，智能窗戶(hù)的發(fā)展顯得尤為關(guān)鍵。盡管能根據(jù)環(huán)境變化自動(dòng)調(diào)節(jié)光線(xiàn)和熱量，但現(xiàn)有智能窗戶(hù)仍然只能應(yīng)對(duì)單一刺激，無(wú)法滿(mǎn)足多樣化的應(yīng)用需求。因此，開(kāi)發(fā)集成多種功能的智能窗戶(hù)對(duì)提高能源效率和應(yīng)對(duì)不同環(huán)境需求至關(guān)重要。
圖1 通過(guò)原位紫外線(xiàn)聚合得到的PBA離子凝膠及具有TT、EC和PG功能的“一體化”智能窗戶(hù)
基于此，王彩虹副教授帶領(lǐng)學(xué)生研究團(tuán)隊(duì)首次基于離子凝膠的多功能特性設(shè)計(jì)了“一體化”智能窗戶(hù)。該智能窗戶(hù)集熱致變色、電致變色和熱電轉(zhuǎn)化功能于一體，且同時(shí)具有防霧、抗摔和耐熱等性質(zhì)，滿(mǎn)足智能窗戶(hù)的多種需求。研究創(chuàng)新性地利用室內(nèi)外溫差發(fā)電，將窗戶(hù)設(shè)計(jì)為能源供應(yīng)體，符合節(jié)能減排的能源發(fā)展需求，在戶(hù)外領(lǐng)域也有廣闊的應(yīng)用前景。此外，在模型屋實(shí)驗(yàn)中，運(yùn)用傳熱學(xué)的基本原理分析計(jì)算，發(fā)現(xiàn)低熱傳導(dǎo)率與高比熱容凝膠材料是LCST智能窗戶(hù)節(jié)能的重要技術(shù)指標(biāo)，為未來(lái)智能建筑材料的發(fā)展提供新的方向?？傮w來(lái)說(shuō)，研究首次報(bào)道了“一體化”智能窗戶(hù)的開(kāi)發(fā)，展現(xiàn)了LCST離子凝膠在建筑節(jié)能和環(huán)境適應(yīng)性方面的巨大應(yīng)用潛力。
以上工作由過(guò)程裝備與控制工程專(zhuān)業(yè)大三本科生馬月與王赟波發(fā)表在高水平Materials Horizons期刊論文，兩位本科生分別為論文一作與二作，王彩虹副教授為通訊作者。該科研工作基于本專(zhuān)業(yè)“課、賽、踐、研”的項(xiàng)目制課程《動(dòng)力與能源創(chuàng)新實(shí)踐課》，實(shí)現(xiàn)了學(xué)生科研、創(chuàng)新、實(shí)踐能力的全面培育。目前本研究所制備的智能窗戶(hù)在第十七屆全國(guó)大學(xué)生節(jié)能減排社會(huì)實(shí)踐與科技競(jìng)賽，獲得了校級(jí)一等獎(jiǎng)與省級(jí)一等獎(jiǎng)的殊榮，目前正在國(guó)賽的緊張備賽中，祝愿他們?nèi)〉酶玫某煽?jī)！
論文鏈接如下：https://pubs.rsc.org/en/content/articlehtml/2024/mh/d4mh00082j
王彩虹課題組撰稿
鈕大文審核
高敏編輯
2024年6月12日
