[01642422]红外反射液晶高分子材料与器件国际合作基地

1.课题来源与背景： 课题来源：广东省科技计划项目,项目名称：红外反射液晶高分子材料与器件国际合作基地,项目编号：2015B050501010,研究时间为2015年4月1日至2017年3月31日。 课题背景：项目针对建筑节能的迫切需求,研发可自适应调节的红外反射液晶高分子材料与器件,实现对红外线的自主反射调节,降低建筑能耗。权威统计表明,中国的能源32％消耗在建筑上,在我国推行节能建筑已刻不容缓。自调节、环境响应型的红外反光液晶高分子材料与器件可根据环境变化自动调节对红外线的反射,从而实现零能耗温度控制,降低建筑能耗。 2.技术原理及性能指标： 技术原理：本项目主要研究对光和热响应的液晶高分子材料。对于光响应体系,通过丙烯酸酯衍生物以及光敏性手性参杂剂来改变液晶高分子的内部排列结构实现对红外线反射的改变。对于热敏性体系,通过调节温度使材料内部分子排列发生转变实现对红外线反射的改变。 目前研制的产品可达到以下指标： （1）光致/热致变色超液晶高分子智能材料以及电控红外反射材料达到以下标准：红外反射波段已达到600nm（780nm-1400nm）以上,可见光透过率在90% 以上, 工作温度范围在0℃-50℃已经顺利进行测试,开关响应时间在10s之内;针对电控超液晶材料的智能调光玻璃,关态透过率达95%以上,开态透过率可低于10%,并且响应时间小于1s。 （2）通过对液晶材料介电特性与液晶分子结构的关系研究,发现可通过控制电场下液晶分子扭转角度,来调控超液晶分子薄膜表面亲疏水特征,目前构建的超亲水表面静态水接触角已控制在15°左右,;构建的超疏水仿生表面微纳结构静态接触角已经达到135°。 （3）完成液晶聚合物网络的复杂有序和微观形变的工程学研究和多图案的3D向列液晶聚合物网络薄膜的制造、表征和建模。通过加热致动时,条纹薄膜变形成手风琴状褶皱,而纵横交错图案的薄膜发生出平面屈曲,实现3D凸起形变效果。 3.技术的创造性与先进性： （1）本成果涉及的红外反射材料可自适应选择控制反射波长,动态控制反射强度;通过材料自身对环境光、热变化的智能响应,进行选择性的控制入射光的反射、透射或者吸收达到控制室内温度的目的。 （2）该红外反射材料采用液晶高分子为主要原料,原材料来源广泛、成本低;材料及器件制备主要采用涂覆、镀膜的方式,工艺简单、易实现大面积制造。 （3）项目研发的红外反射器件为薄膜形态,可直接应用与现有的建筑玻璃等需要反射红外线的表面,经济实用。 4.技术的成熟程度,适用范围和安全性： 本项目已经研发出一系列响应型红外反射及调光智能材料与器件,并对材料的性能进行了表征,同时提交了基于原创性材料的发明专利7项,PCT专利1项,并在实验室环境内进行超液晶智能材料的成膜工艺优化及研究,同时利用该超液晶材料制备了小尺寸的基于聚合物稳定性（PSLC）的电控智能调光玻璃器件以及电响应、热响应和光响应的红外反射器件。同时已向一些研究机构以及相关企业研发部门批量的提供超液晶材料,并进行小尺寸基板器件的开发,目前已推出小尺寸器件展示样品,并已提交与相关企业合作进行大尺寸器件批量制备的计划,并正在设计和开发多种用于建筑领域以及汽车领域的超液晶材料。 5.应用情况及存在的问题： 本项目已成功研发电致液晶调光玻璃、热响应红外反射薄膜、光响应红外反射薄膜等产品。由于技术新颖,创新突破性强,技术孵化时间比预期长,尚未形成大规模大批量的生产及销售模式,但本项目已申请的专利技术为形成该领域核心专利池奠定了坚实的基础,为广东省绿色建筑领域的创新提供重要支撑。 6.历年获奖情况：暂未有获奖情况。