[發(fā)明專(zhuān)利]基于溫敏型頭發(fā)狀納米水凝膠微球相變的仿生智能玻璃

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110397060.8
• 申請(qǐng)日: 2011-12-05
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102493738A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-06-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 付國(guó)東
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 付國(guó)東
• 主分類(lèi)號(hào): E06B3/66
• 分類(lèi)號(hào): E06B3/66;E06B3/677
• 代理公司: 南京知識(shí)律師事務(wù)所 32207
• 代理人: 韓朝暉

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種溫度敏感型仿生智能玻璃，特別是涉及一種基于頭發(fā)狀水凝膠微球體系納米級(jí)相變的溫度敏感型的自響應(yīng)智能玻璃。

背景技術(shù)

智能材料（Intelligent?material），是一種具有感知環(huán)境（包括內(nèi)環(huán)境和外環(huán)境）刺激，對(duì)之進(jìn)行分析、處理、判斷的能力，并采取一定的措施進(jìn)行適度響應(yīng)的智能特征的材料。仿生命感覺(jué)和自我調(diào)節(jié)是智能材料的重要特征。智能材料是繼天然材料、合成高分子材料、人工設(shè)計(jì)材料之后的第四代材料，是現(xiàn)代高技術(shù)新材料發(fā)展的重要方向之一，將支撐未來(lái)高技術(shù)的發(fā)展，使傳統(tǒng)意義下的功能材料和結(jié)構(gòu)材料之間的界線逐漸消失，實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)功能化、功能多樣化。科學(xué)家預(yù)言，智能材料的研制和大規(guī)模應(yīng)用將導(dǎo)致材料科學(xué)發(fā)展的重大變革。

在眾多的建筑材料中，玻璃發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。玻璃作為建筑采光材料具有不可替代性，玻璃及其深加工制品作為裝飾裝修材料的應(yīng)用正在逐年擴(kuò)大，利用玻璃材料獨(dú)具的光電特性制造的多功能材料將會(huì)在節(jié)能綠色建筑中扮演重要角色。除了傳統(tǒng)的節(jié)能玻璃制作工藝，如中空玻璃、吸熱玻璃和熱反射玻璃以外，近年來(lái)出現(xiàn)了很多的新技術(shù)、新產(chǎn)品，如光致變色玻璃、熱變色玻璃、液晶玻璃、電致變色玻璃和電泳玻璃等。

智能玻璃是一種符合環(huán)保需求的產(chǎn)品。在全球能源緊張、綠色環(huán)保的強(qiáng)大發(fā)展趨勢(shì)下，智能玻璃在下一代的綠色環(huán)保建筑材料中將發(fā)揮重要的應(yīng)用。美國(guó)商業(yè)部和玻璃行業(yè)專(zhuān)家預(yù)測(cè)：玻璃工業(yè)的第三次具有里程碑意義的重大發(fā)展非智能玻璃莫屬！目前國(guó)際上已有相關(guān)的產(chǎn)品出現(xiàn)。據(jù)報(bào)道，美國(guó)紐約的世貿(mào)中心使用了智能玻璃。

溫度敏感型智能玻璃能隨環(huán)境溫度呈現(xiàn)由透明到不透明的相互轉(zhuǎn)變。當(dāng)溫度低于設(shè)定的溫度時(shí)，溫度敏感型智能玻璃具有良好的光透性，當(dāng)溫度高于設(shè)定的溫度時(shí)，該材料對(duì)可見(jiàn)光或不可見(jiàn)光的透過(guò)率將大幅下降，智能玻璃將變得不透明。溫度敏感型智能玻璃可作為智能型溫控材料廣泛用于智能建筑中。在溫度低的季節(jié)，溫度敏感型智能玻璃能夠最大限度得讓太陽(yáng)光透過(guò)智能玻璃進(jìn)入建筑物內(nèi)。當(dāng)溫度高于人們感到舒適的溫度時(shí)，如24-25℃，智能玻璃就會(huì)快速由透明轉(zhuǎn)變?yōu)椴煌该鳎悄艿仄帘蔚籼?yáng)光，從而對(duì)建筑物內(nèi)部溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)，但同時(shí)并不影響室內(nèi)的采光。這樣就能實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑物內(nèi)部溫度的智能控制。

溫度敏感型智能溫控玻璃材料具有非常廣闊市場(chǎng)前景，小到人們佩戴的太陽(yáng)鏡，大到建筑業(yè)，如高級(jí)大廈、住宅和機(jī)場(chǎng)碼頭的窗戶屋頂?shù)龋约捌?chē)、火車(chē)、輪船及飛機(jī)等交通工具的舷窗及防護(hù)膜，均有廣泛的應(yīng)用潛力。目前國(guó)內(nèi)外已有智能玻璃的概念性產(chǎn)品出現(xiàn)。國(guó)外有代表性的是英國(guó)的Pro-display公司，該公司的產(chǎn)品稱(chēng)為可轉(zhuǎn)變的智能玻璃材料（switchable?intelligent?glass），已經(jīng)在美國(guó)紐約的新世貿(mào)大廈得到應(yīng)用。我國(guó)智能玻璃的代表性廠商是南京智顯科技有限公司和北京偉豪智能玻璃有限公司。目前，上述產(chǎn)品在技術(shù)上都是以液晶為敏感材料制備的。眾所周知，液晶是制備平板液晶電視的材料。而現(xiàn)有的智能玻璃由于采用了制備平板液晶電視顯示材料的技術(shù)，因此價(jià)格非常昂貴。據(jù)報(bào)道，國(guó)外產(chǎn)品價(jià)格約合15000人民幣/平方米，國(guó)內(nèi)產(chǎn)品的價(jià)格最少在3000元-10000元/平方米。

關(guān)于采用溫度敏感高分子材料的溫度敏感智能玻璃已有報(bào)道。一種方法是將溫度敏感高分子聚異丙基丙烯酰胺水溶液灌注于玻璃夾層制得溫度敏感的玻璃。在溫度高于臨界值時(shí)，溫敏型高分子就會(huì)析出，使得整個(gè)高分子溶液變得渾濁，從而達(dá)到玻璃由透光到不透光的轉(zhuǎn)變。但是這種玻璃如果長(zhǎng)時(shí)間處在高于臨界溫度的條件下，溫度敏感高分子會(huì)沉淀下來(lái)，難以恢復(fù)原狀，使智能玻璃不具有重復(fù)使用功能。另一種溫度敏感的智能玻璃是將聚異丙基丙烯酰胺制備的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)高分子置于玻璃之間構(gòu)成，然而，聚異丙基丙烯酰胺膠體在長(zhǎng)時(shí)間高于臨界溫度條件下會(huì)產(chǎn)生收縮，并將吸收的水分排擠出來(lái)，因而這種玻璃的環(huán)境穩(wěn)定性很差。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種基于溫度響應(yīng)型頭發(fā)狀水凝膠微球體系納米級(jí)相變的溫度敏感型仿生智能玻璃，所述的智能玻璃具有很好的環(huán)境穩(wěn)定性、使用壽命、快速的相應(yīng)能力以及可逆的往返使用性能。