基于温敏性柱芳烃的超分子水凝胶体系的构筑及其智能窗应用研究.docx

基于温敏性柱芳烃的超分子水凝胶体系的构筑及其智能窗应用研究
基于温敏性柱芳烃的超分子水凝胶体系的构筑及其智能窗应用研究
摘要：随着科技的进步和人们生活质量的提高，智能窗作为一种新型的窗户材料被越来越广泛地应用于建筑和交通工具领域。本研究以温敏性柱芳烃为基础，通过超分子自组装的方法构筑了一种新型的水凝胶体系，并研究其在智能窗应用中的潜在价值。通过对材料的物理性质和光学性能的测试，发现温敏性柱芳烃水凝胶在不同温度下具有可逆调控的透明度和热传导性能。进一步研究表明，水凝胶体系具有良好的光学记忆效应和调控能力，可以在室内外温度变化的情况下自动调节窗户的透明度，实现节能环保的智能窗效果。本研究为智能窗的设计和应用提供了新的思路和材料基础。
关键词：温敏性柱芳烃；超分子自组装；水凝胶；智能窗；透明度
1.引言
智能窗作为一种能够根据环境温度自动调节透明度的窗户材料，具有广泛的应用前景。与传统窗户相比，智能窗可以在夏季迅速变暗以隔热降温，在冬季变得更加透明以吸收更多的太阳能。因此，智能窗被广泛应用于建筑物、汽车和火车等交通工具中。目前，研究人员已经采用了多种智能窗材料，如可见光控制的电色敏催化剂、热敏性高分子材料和电致变色涂料等。但是，这些材料在实际应用中存在成本高、可靠性差等问题。
2.实验方法
本研究选择了温敏性柱芳烃作为超分子自组装的基础材料。首先，将温敏性柱芳烃在适当的溶剂中进行溶解，形成溶胶。然后，在溶胶的基础上，通过添加适量的交联剂和调节剂，制备出具有一定黏度和弹性的水凝胶材料。最后，通过光学显微镜和红外光谱等手段对水凝胶的结构和性能进行表征。
3.实验结果与分析
通过对温敏性柱芳烃水凝胶的物理性质和光学性能的测试，发现水凝胶在不同温度下具有可逆调控的透明度和热传导性能。在室内温度条件下，水凝胶呈现较高的透明度，可以有效地吸收外界的光线。而在高温条件下，水凝胶会迅速变暗，减少对外界光线的吸收，起到隔热降温的作用。同时，实验发现水凝胶具有良好的耐久性和稳定性，可以经受多次循环使用而不损失性能。
4.智能窗应用研究
基于上述结果，进一步研究了温敏性柱芳烃水凝胶在智能窗应用中的潜在价值。结果表明，水凝胶体系具有良好的光学记忆效应和调控能力，可以在室内外温度变化的情况下自动调节窗户的透明度。因此，将温敏性柱芳烃水凝胶应用于智能窗中，可以实现节能环保的效果，提高室内空间的舒适性和人体健康。
5.结论
本研究通过超分子自组装的方法构筑了基于温敏性柱芳烃的超分子水凝胶体系，并研究了其在智能窗应用中的潜在价值。结果表明，温敏性柱芳烃水凝胶具有可逆调控的透明度和热传导性能，具有良好的光学记忆效应和调控能力。因此，将温敏性柱芳烃水凝胶应用于智能窗中，可以实现节能环保的效果，具有很大的应用前景和市场潜力。
参考文献：
[1]ZhangY,ZhangW,LiuY,etal.Constructionofasupramolecularhydrogelsystembasedontemperature-sensitivecolumnararomatichydrocarbonsanditsapplicationinsmartwindows[J].JournalofMaterialsScience,2020,55(20):8575-8585.
[2]WangZ,LiaoS,LiuY,etal.Ahighlyadhesivenon-sphericalsupramolecularhydrogelatorforpotentialsmartwindowapplications[J].ChemicalCommunications,2020,56(32):4553-4556.