合工大陈超团队AFM：激光打印超疏水智能窗

调光器件在节能建筑、智能天窗、隐私防护等领域具有重要应用价值。传统智能窗在电、PH、温度、应力等外界刺激下可实现光学透过性的可逆操纵。然而，目前大多数智能窗存在能耗高、服役稳定性差和调光响应速率慢的问题。研发设计一种无能耗、服役稳定性好和调光速率快的防水智能窗仍是当前重要课题之一。

最近，合肥工业大学陈超副教授研究小组，通过赋予传统智能窗口以优异的斥液、除冰功能，研发了一种无能耗、灵敏度高（<0.03秒）、超稳定的双模态磁控防水智能窗。该器件展现了加密-解密、建筑热管理以及角度被动调光等多功能性（图1），并验证其极端天气下汽车安全驾驶方面的潜在应用（图2）。相关成果发表在Advanced Functional Materials上（Adv. Funct. Mater.2023, 23083）。

图1 磁控防水智能窗的多功能特性及防窥膜潜在应用

图2 不沾雨水的超滑特性及其在汽车安全驾驶方面潜在应用

师法自然

自然界总是给人们以诸多灵感，如百叶窗通过控制宏观叶片单元的旋转角度，可以对室内的光通量进行动态操纵，从而起到隐私防护、照明开关、阳光直射角度操纵、建筑温度调控等功能。受此启发，陈超副教授利用飞秒激光打印技术，可控制备了一系列磁响应微叶片阵列（图3）。通过远程操纵磁场即可实现对光学及润湿特性的双重可逆操纵。

图3 磁控双模智能窗的飞秒激光可控制造及光学/润湿特性重构特性

该研究的最大意义在于，通过飞秒激光打印技术，高效制备了兼顾光学与润湿调控的双模制动器，赋予其抗雨水冲刷、抗除冰、调光控温等功能，大大提高了智能窗的服役稳定性，对于长寿命、多功能材料及器件的设计开发有着重要的启示作用。

参考文献：

Chao Chen, Hao Yao, Yan Chen, Long Zhang, Sijia Guo, Sizhu Wu, Shuyi Li, Zhaoxin Lao, Chenchu Zhang" Ultradurable Omni-Liquid-Repellent Smart Window as a High-Performance Wettability/Transparency Manipulator Enabled via Laser-Writing Magnetism-Actuated Microshutters" Adv. Funct. Mater.2023, 23083。

转自：“高分子科学前沿”微信公众号

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