摘要:
水凝胶智能窗是一种智能响应窗户, 其特点是在临界溶液温度附近能够通过可逆状态转变来调制太阳光, 从而达到减少能耗的目的。本论文以羟丙基纤维素(HPC)、聚(N-异丙基丙烯酰胺) (PNIPAM)和上转换纳米发光微球(UCNPS@SiO2-NH2)为原料,设计制备了一种复合水凝胶(HPC-PNIPAM/UCNPS@SiO2-NH2)智能窗。HPC与PNIPAM的复合水凝胶体系通过增加氢键降低了临界溶液温度至约30.65 ℃, 其响应时间也从原本的42.13 s减少至14.7 s。而上转换纳米材料的加入增强了水凝胶对太阳光的调制能力, 在980 nm左右的红外光透射率明显减少。经计算比较发现, 所制备的新型复合水凝胶智能窗在20 ℃时拥有优秀的太阳光和可见光透射率, 而红外光透射率则为66.28%。升温至40 ℃以上时红外光透射率降到1.43%。与传统的水凝胶智能窗相比, 这种新型窗户不仅具有更适宜的临界溶液温度, 还展现出优秀的太阳光调制能力。这为新型水凝胶类智能窗的开发提供了新的思路。