西安交大科研團隊開發(fā)出具有高應變靈敏度的剪切響應柔性智能窗光學薄膜

透光率可調的智能光學材料因其在光開關、智能窗、信息加密等領域的巨大應用潛力引起人們的廣泛關注。然而，傳統(tǒng)基于液晶、電/熱/光致變色的智能窗材料因制備工藝較復雜，成本高，性能穩(wěn)定性不足等原因，在實際生產和應用中受到極大限制。利用機械力驅動實現智能窗材料透光率的調控被證明是一種低成本、穩(wěn)定、節(jié)能的智能窗實現策略。然而，目前機械力驅動的智能窗通常都需要較大的拉伸應變（通常>30%）才能實現光學透明/不透明狀態(tài)的開關，這給實際應用帶來很大不便，也容易造成基體材料疲勞損傷。因此，如何通過小應變來實現透光率的調控是此類智能窗材料需要解決的重要課題。

針對這一問題，西安交通大學研究人員借鑒“百葉窗”原理，巧妙地將磁性Fe₃O₄@SiO₂納米鏈在磁場輔助作用下垂直嵌埋于聚丙烯酰胺透明彈性聚合物基體中，成功構建了具有高應變靈敏度的剪切響應柔性智能窗光學薄膜。研究發(fā)現，膜厚為3 mm時，較小的剪切位移(1.5 mm)可使透光率在65%~10%之間可逆調控。光開關所需要的剪切位移只取決于膜的厚度而與面積無關，這使得該技術在實際應用中顯示出了巨大的優(yōu)勢。同時，膜內納米鏈的定向分布使得智能窗薄膜的透光性具有角度依賴的特征。這種新型智能窗光學薄膜因其新穎的調諧機制、高剪切應變靈敏度和光學角度依賴性，在智能窗口、光開關、信息加密、防偷窺等領域具有廣闊的應用前景。

該研究工作近期以“Highly Sensitive Mechanoresponsive Smart Windows Driven by Shear Strain”為題發(fā)表在《先進功能材料》上，目前已被網易、搜狐、百度新聞、知乎等網站媒體轉載報道。西安交通大學物理學院博士生李佳寧為論文第一作者，盧學剛副教授、張垠副教授和楊森教授為論文通訊作者，研究獲得了國家自然科學基金和陜西省重點科技創(chuàng)新團隊的支持。

論文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1002/adfm.202102350