自驱动调光装置及其制备方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种自驱动调光装置及其制备方法，该方法包括如下步骤：（1）将光敏剂、热敏剂和水按质量比1:10:10000～100000混合后冷藏；（2）将凝胶剂与水按质量比1:100～200混合；（3）将步骤（1）得到的混合液与步骤（2）得到的混合液按体积比1:1～10混合，彻底搅拌均匀后，向透明模具中灌注，封装后冷却成型，得到自驱动调光装置。该装置包括调光层和两个透光层，所述调光层位于所述两个透光层之间，所述调光层是由光敏剂、热敏剂、凝胶剂和水组成的聚合物凝胶。该装置能自动实现调光、隔热或保温功能，且效果好，不需要任何外加电源即可正常工作，安全、节能、成本低，生产装配简单，具有较高的工业化应用价值。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种，该方法包括如下步骤：（1）将光敏剂、热敏剂和水按质量比1:10:10000～100000混合后冷藏；（2）将凝胶剂与水按质量比1:100～200混合；（3）将步骤（1）得到的混合液与步骤（2）得到的混合液按体积比1:1～10混合，彻底搅拌均匀后，向透明模具中灌注，封装后冷却成型，得到自驱动调光装置。该装置包括调光层和两个透光层，所述调光层位于所述两个透光层之间，所述调光层是由光敏剂、热敏剂、凝胶剂和水组成的聚合物凝胶。该装置能自动实现调光、隔热或保温功能，且效果好，不需要任何外加电源即可正常工作，安全、节能、成本低，生产装配简单，具有较高的工业化应用价值。【专利说明】
本专利技术属于光学传感
，更具体地，涉及一种。
技术介绍
当前在能源日益紧张的环境下，为节约能源，减少温室气体排放，对隔热保温材料和装置的研究和开发具有非常重要的意义。隔热保温设施不仅用于冬季减少热量的损失，还可用于夏季降低太阳辐射，避免室内温度过高，从而降低空调等降温设施的电力消耗。目前对强光主要采用窗帘、隔板等遮挡，对高温主要采用隔热层材料，遮光及隔热的效果有限。最近，针对炫光的防护产品已经问世，并已应用于汽车遮阳板，主要采用电致变色材料，以降低太阳辐射。如汽车上的液晶数码调光屏就是采用太阳能电池供电驱动液晶变色达到遮挡强光的目的。这种装置需要人工操控，且需要外接能源供电工作，成本较闻。
技术实现思路
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本专利技术提供了一种，该装置能自动实现调光、隔热或保温功能，且效果好，不需要任何外加电源即可正常工作，安全、节能、成本低，生产装配简单，具有较高的工业化应用价值。为实现上述目的，按照本专利技术的一个方面，提供了一种自驱动调光装置的制备方法，其特征在于，包括如下步骤:(I)将光敏剂、热敏剂和水按质量比1:10:10000~100000混合后冷藏；(2)将凝胶剂与水按质量比1:100~200混合；(3)将步骤(1)得到的混合液与步骤(2)得到的混合液按体积比1:1~10混合，彻底搅拌均匀后，向透明模具中灌注，封装后冷却成型，得到自驱动调光装置。优选地，所述光敏剂可吸收400~1500nm波长的可见及近红外光。优选地，所述光敏剂为金属纳米结构，过渡金属、贵金属、重金属或稀土金属氧化物纳米结构，过渡金属、贵金属、重金属或稀土金属硫族化合物纳米结构，有机染料，碳材料，或者有机分子开关。优选地，所述光敏剂为金纳米棒、金纳米颗粒、茈酰亚胺或石墨烯。优选地，所述热敏剂为聚异丙基丙烯酰胺，聚异丙基丙烯酰胺二元或三元共聚物，聚甲基丙烯酸N，N-二甲胺基乙酯，或者聚甲基丙烯酸N，N-二甲胺基乙酯共聚物。优选地，所 述热敏剂为聚异丙基丙烯酰胺或异丙基丙烯酰胺-丙烯酰胺共聚物。优选地，所述凝胶剂为琼脂糖、聚丙烯酰胺凝胶或明胶。按照本专利技术的另一方面，提供了一种用上述方法制备的自驱动调光装置，其特征在于，包括调光层和两个透光层，所述调光层位于所述两个透光层之间，所述调光层是由光敏剂、热敏剂、凝胶剂和水组成的聚合物凝胶。优选地，所述透光层为无机玻璃、有机玻璃或柔性透明塑料。优选地，所述透光层为聚酰亚胺。总体而言，通过本专利技术所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有以下有益效果:(I)能自动实现调光、隔热或保温功能，且效果好。用光敏剂和热敏剂合成调光材料，光敏剂在强光作用下产生光致升温，热敏剂在高温作用下使调光材料凝聚，形成几十至几千纳米的聚合物纳米颗粒，使调光材料变得不透明，实现阻光或隔热，反之亦然。(2)不需要任何外加电源即可正常工作，安全、节能、成本低。(3)生产装配简单，具有较高的工业化应用价值，可广泛应用于建筑采光保温、智能窗帘、智能幕墙、智能汽车侧窗、智能天窗等领域。【专利附图】【附图说明】图1是本专利技术实施例的自驱动调光装置示意图；图2是本专利技术实施例1制备的自驱动调光装置的温度随光照开关的变化曲线；图3是本专利技术实施例1制备的自驱动调光装置的透光率随光照开关而可逆变化的循环曲线； 图4是本专利技术实施例1所用的金纳米棒的紫外-可见吸收光谱图。【具体实施方式】为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。此外，下面所描述的本专利技术各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。如图1所示，本专利技术实施例的自驱动调光装置包括:透光层I和调光层2。调光层2位于两透光层I之间。透光层I可以是无机玻璃，如普通硅酸盐玻璃；也可以是有机玻璃，如聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸羟乙酯；还可以是柔性透明塑料，如聚酰亚胺、环氧树脂、有机硅树月旨、硅橡胶、聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚乳酸、聚己内酯、聚丁二酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯。调光层2是由光敏剂、热敏剂、凝胶剂和水组成的聚合物凝胶。在强光照条件下，光敏剂产生光致升温，热敏剂在高温作用下，使聚合物凝聚，形成粒径为几十至几千纳米的聚合物纳米颗粒，使调光层2变得不透明，产生强烈的光散射，阻挡太阳光透过；在弱光照条件下，调光层2为透明状态，明显提高光的透射率。类似地，环境温度较高时，热敏剂在高温作用下使聚合物凝聚，使调光层2变得不透明，阻挡光、热，实现隔热功能；环境温度较低时，调光层2为透明状态，明显提高光的透射率，实现保温功能。光敏剂为金属纳米结构，过渡金属、贵金属、重金属或稀土金属氧化物纳米结构，过渡金属、贵金属、重金属或稀土金属硫族化合物纳米结构，有机染料，碳材料，或者有机分子开关。具体地,金属纳米结构包括:金纳米粒子、金纳米棒、金纳米壳、金纳米笼、金纳米梭、金纳米线、银纳米立方、银纳米棒、银纳米线等。具体地，过渡金属、贵金属、重金属或稀土金属氧化物包括:氧化锌、氧化铜、氧化亚铜、三氧化二铁、氧化亚铁、四氧化三铁、氧化镍、氧化锡、氧化亚锡、氧化钴、氧化招、氧化铬、氧化镉、氧化铅、氧化铟、氧化铟锡、氧化银、氧化钮、氧化钌、氧化鹤、氧化钥等。具体地，过渡金属、贵金属、重金属或稀土金属硫族化合物包括:硫化锌、硫化铜、硫化亚铜、硫化铁、硫化亚铁、硫化镇、硫化锡、硫化亚锡、硫化钻、硫化招、硫化络、硫化铺、硫化铅、硫化铟、硫化铟锡、硫化银、硫化钮、硫化钌、硫化鹤、硫化钥、硒化锌、硒化铜、硒化亚铜、硒化铁、硒化亚铁、硒化镍、硒化锡、硒化亚锡、硒化钴、硒化招、硒化铬、硒化镉、硒化铅、硒化铟、硒化铟锡、硒化银、硒化钮、硒化钌、硒化鹤、硒化钥、締化锌、締化铜、締化亚铜、碲化铁、碲化亚铁、碲化镍、碲化锡、碲化亚锡、碲化钴、碲化铝、碲化铬、碲化镉、碲化铅、碲化铟、締化铟锡、締化银、締化钮、締化钌、締化鹤、締化钥等。具体地，有机染料包括:罗丹明B、罗丹明6G、荧光素、茈酰亚胺、菁染料等。具体地，碳材料包括:石墨烯、氧化石墨烯、石墨烯纳米带、石墨烯纳米片、碳纳米管、富勒烯等。具体地，有机分子开关包括:螺吡喃、螺恶嗪、二芳烯、六芳基联咪唑等。热敏剂为聚异丙基丙烯酰胺、聚异丙基丙烯酰胺二元或三元共聚物、或聚甲基丙烯酸N，N- 二甲胺基乙 酯或其共聚物。具体地，聚异丙基丙烯酰胺二元和三元共聚物包括:异丙基丙烯酰胺-丙烯酰胺共聚物、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：朱明强，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：