[01724838]电控液晶智能窗材料与器件研发及产业化

本项目针对建筑节能的迫切需求,基于聚合物稳定液晶材料体系,研发电响应调光智能窗材料及器件,采用通过材料配方研发、制备工艺优化提升器件性能,实现对可见光与红外线的有效智能调控,应用于建筑外窗可有效的控制进入建筑内部的太阳辐射热量,节约建筑的照明和制冷能耗,具有重大的应用价值。项目已按照合同要求完成以下研究工作： （1）基于聚合物稳定液晶材料体系,制备出了电响应调光智能窗,在不加电场的情况下,入射光线透过,光线透过率达90%以上;加电场后,在聚合物网络的锚定作用下液晶分子形成多畴态,此时入射光线被反射和散射,光线透过率达10%以下,从关态到开态的响应时间小于50ms。 （2）在聚合物稳定液晶材料体系中,引入适合的手型掺杂剂形成手性螺旋排序,通过混晶材料中杂质阳离子在聚合物网络上的吸附,配合电场对阳离子的驱动,拉动聚合物网络形成梯度分布。基于各种对于聚合物胆甾相液晶（PSCLC）的优化工艺,项目组制备了电控红外反射器件,该反射器件在外加电场下,反射带宽从725nm跨度到1435nm,同时可见光范围的透射率高达90%以上,在反射红外波段的同时保证了器件的透明状态。 （3）项目组通过掺杂在可见光波段具有不同吸收的染料分子,来实现对可见光选择性的吸收,从而调控玻璃的颜色。为了进一步增强器件在开关态的对比度,项目组采用减色混合法,将两种具有互补吸收的染料按一定比率混合在一起,其中一种是普通染料,另外一种是二色性染料。在关态时,由于吸收互补,两种染料颜色互相抵消,器件呈无色态;在开态时,二色性染料的吸收增强,而普通染料的吸收不变,因此,器件呈现出二色性染料的颜色。 （4）基于实验室的PSLC器件制备工艺,项目组建立G2.5代中试产线,并优化了器件的制备工艺流程,制备了400ⅹ500 mm的PSLC调光器件,并对器件性能进行了测试,关态（0v）时,器件的透射率高达95%,随着外加电压的增加,器件透射率下降,当外加电压40V时,器件的透射率下降到10%。同时,项目组通过对ITO电极进行刻蚀,使得器件可以显示图案,还针对市场需求,制备了1.8ⅹ3米的智能玻璃产品。