80电影天堂网,少妇高潮一区二区三区99,jαpαnesehd熟女熟妇伦,无码人妻精品一区二区蜜桃网站

搜索：  
鄭州大學(xué)楊艷宇/王萬(wàn)杰《Adv. Sci.》：一種簡(jiǎn)單通用的策略用于構(gòu)建液態(tài)復(fù)合物節(jié)能窗戶實(shí)現(xiàn)強(qiáng)效的太陽(yáng)光調(diào)控
2023-02-04  來(lái)源：高分子科技

  建筑物消耗了全球超過三分之一的能量，其中用于加熱和冷卻的空調(diào)系統(tǒng)所消耗的能量約占建筑物總能耗的50%。目前建筑物的墻體已經(jīng)應(yīng)用了各種隔熱保溫材料來(lái)實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排，然而建筑物的窗戶除了上世紀(jì)80年代發(fā)明的Low-E玻璃窗戶之外，鮮有能夠工業(yè)化的節(jié)能窗戶。熱致變色智能窗具有被動(dòng)響應(yīng)溫度變化、無(wú)需額外能量輸入的優(yōu)點(diǎn)，能夠根據(jù)環(huán)境溫度的變化動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)進(jìn)入室內(nèi)的熱輻射量，從而達(dá)到節(jié)能的目的，其中聚N-異丙基丙烯酰胺（PNIPAm）基水凝膠智能窗的研究尤為廣泛。與固態(tài)的PNIPAm凝膠智能窗相比，液態(tài)的PNIPAm微凝膠懸浮液表現(xiàn)出體積穩(wěn)定和易于規(guī)；a(chǎn)的優(yōu)勢(shì)。然而目前的PNIPAm微凝膠懸浮液制備過程繁瑣，往往需要通過復(fù)雜的濃縮過程和額外加入乳化劑來(lái)提高濃度并增強(qiáng)分散穩(wěn)定性（Joule 2019, 3, 290; Joule 2020, 4, 1），同時(shí)PNIPAm微凝膠懸浮液的相變溫度不易調(diào)節(jié)，無(wú)法滿足多個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用需求。


  近日，由鄭州大學(xué)楊艷宇副教授/王萬(wàn)杰教授團(tuán)隊(duì)提出了簡(jiǎn)單通用的一步法策略制備線性聚合物鏈/微凝膠顆粒復(fù)合物（chain/microparticle hybrids, CMH）應(yīng)用于熱致變色智能窗，將NIPAm和烯酸類單體（OA）通過反向原子轉(zhuǎn)移自由基聚合（RATRP）的方式獲得一系列高濃度且分散穩(wěn)定的CMH懸浮液，在熱誘導(dǎo)線性聚合物鏈的溶解-聚集和微凝膠顆粒中水的捕獲-釋放的協(xié)同機(jī)制下實(shí)現(xiàn)了智能窗的光散射調(diào)控行為和寬光譜調(diào)節(jié)能力（圖1）。所構(gòu)建的液態(tài)智能窗具有快速的響應(yīng)性、可調(diào)控的相變溫度、高可見光透過率、強(qiáng)太陽(yáng)光調(diào)控能力和優(yōu)異的循環(huán)穩(wěn)定性。該制備策略易于操作，能夠推廣至NIPAm和多種烯酸類單體的共聚體系中，因而在節(jié)能窗的大規(guī)模生產(chǎn)和工業(yè)化應(yīng)用中具有巨大的潛力。 


圖1. 液態(tài)CMH智能窗的制備及作用機(jī)制示意圖


  熱致變色智能窗具有三個(gè)重要的參數(shù)，分別為相變溫度（Tc）、可見光透過率（Tlum）和太陽(yáng)光調(diào)控效率（ΔTsol）。優(yōu)異的熱致變色智能窗戶要求其具有接近室溫的Tc，以及高的Tlum和ΔTsol，從而達(dá)到在炎熱的夏季實(shí)現(xiàn)迅速響應(yīng)和減少室內(nèi)熱輻射量的目的。本工作使用NIPAm和丙烯酸（AA）共聚的方式調(diào)控線性聚合物鏈/微凝膠顆粒復(fù)合物（CMH）與水之間的氫鍵作用，從而獲得接近室溫的相變溫度（26.7 °C），能夠在夏季對(duì)環(huán)境溫度迅速做出響應(yīng)從而阻擋太陽(yáng)光的入射。通過一步法制備的CMH懸浮液的濃度高達(dá)6.8 wt%，在厚度僅為280 μm時(shí)，利用線性鏈和微凝膠顆粒的雙重相變機(jī)制實(shí)現(xiàn)智能窗的高可見光透過率（Tlum = 91.5%）和強(qiáng)太陽(yáng)光調(diào)控效率（ΔTsol = 85.8%）（圖2A,B）。與目前所報(bào)道的凝膠智能窗相比，本工作中的Tlum和ΔTsol均處在最高水平（圖2C）。在模擬實(shí)驗(yàn)中，配備智能窗的玻璃房其內(nèi)部溫度比普通玻璃房低24.5 °C（圖2F,G），證明了CMH智能窗優(yōu)異的光管理和室內(nèi)熱輻射調(diào)控能力。 


圖2. （A,B）P(NIPAm-co-AA)基智能窗的光調(diào)控行為；（C）智能窗的Tlum和ΔTsol與文獻(xiàn)數(shù)值的對(duì)比；（D-E）智能窗的室內(nèi)溫度調(diào)控效果


  微凝膠顆粒之間的靜電斥力能夠保證CMH懸浮液在連續(xù)相變循環(huán)、持續(xù)加熱和紫外光輻射中保持優(yōu)異的分散穩(wěn)定性。此外，本工作所構(gòu)建的智能窗具有靈活可調(diào)的相變溫度，通過調(diào)節(jié)pH值來(lái)調(diào)控CMH與水之間的氫鍵作用，從而實(shí)現(xiàn)相變溫度在寬范圍內(nèi)（27-82 °C）的靈活調(diào)控，能夠滿足不同應(yīng)用場(chǎng)景的需求。


  作者探究了其他烯酸類單體（如甲基丙烯酸（MAA）、3-丁烯酸（3-BA）和4-戊烯酸（4-PA）與NIPAm共聚制備液態(tài)智能窗的可行性（圖3）。隨著烯酸類單體碳鏈長(zhǎng)度的增加，CMH與水之間的氫鍵作用減弱，導(dǎo)致CMH懸浮液的相變溫度偏低。通過調(diào)整CMH懸浮液的pH值能夠調(diào)整其相變溫度到室溫附近，所構(gòu)筑的一系列智能窗的Tlum均大于87%，ΔTsol均高于80%。這一簡(jiǎn)單而通用的策略將為大規(guī)模制備智能窗戶開辟一條新途徑，助力實(shí)現(xiàn)碳減排和碳中和的目標(biāo)。 


圖3. 一系列CMH懸浮液的制備、相變溫度調(diào)控及智能窗的光調(diào)控行為


  該研究以“A Facile yet Versatile Strategy to Construct Liquid Hybrid Energy-Saving Windows for Strong Solar Modulation”為題發(fā)表于Advanced Science。論文第一作者為鄭州大學(xué)材料學(xué)院碩士生李紀(jì)昌，通訊作者為鄭州大學(xué)材料學(xué)院楊艷宇副教授，王萬(wàn)杰教授為共同通訊作者。該工作獲得國(guó)家自然科學(xué)基金、河南省自然科學(xué)優(yōu)秀青年基金和中國(guó)博士后基金等項(xiàng)目的資助。


  原文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.202206044

版權(quán)與免責(zé)聲明：中國(guó)聚合物網(wǎng)原創(chuàng)文章？锘蛎襟w如需轉(zhuǎn)載，請(qǐng)聯(lián)系郵箱：info@polymer.cn，并請(qǐng)注明出處。
（責(zé)任編輯：xu）
【大 中 小】【打印】【關(guān)閉】

誠(chéng)邀關(guān)注高分子科技

更多>>最新資訊
更多>>科教新聞