由于美觀和功能的原因,玻璃幕墻和玻璃窗在現(xiàn)代建筑中的應(yīng)用越來越多。但供暖、通風(fēng)和空調(diào)系統(tǒng)占建筑物能耗的一半以上。在現(xiàn)代建筑中,能量消耗主要是通過窗戶對(duì)波長小于5μm的中紅外(mid-IR)光進(jìn)行熱輻射,而波長大于5μm的中紅外(mid-IR)光可以被傳統(tǒng)玻璃窗部分吸收,再次轉(zhuǎn)化為熱輻射。因此,隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步,具有低成本、可調(diào)光熱性能的智能玻璃/窗對(duì)于建筑節(jié)能和隱私保護(hù)愈發(fā)受到重視。
近日,廈門大學(xué)蔡端俊教授、李森森教授(共同通訊作者)等人報(bào)道了六方氮化硼鈍化技術(shù)并制備出了超穩(wěn)定的、選擇性透明的銅納米線導(dǎo)體。作者采用低壓化學(xué)氣相沉積法,在Cu-NWs網(wǎng)絡(luò)側(cè)壁上外延生長少量原子層的六方氮化硼(h-BN)保護(hù)層,使其在高溫(真空900 ℃)、高濕度(95% RH)和強(qiáng)堿/強(qiáng)酸/氧化劑溶液(NaOH/H2O2)下皆可獲得極高的穩(wěn)定性。而且,所制備出Cu@h-BN的光學(xué)和電學(xué)性能與原Cu NWs基本相同(如高透光率(~93%)和高導(dǎo)電率(60.9 Ω/sq))。
更有趣的,該透明電極具有可見光和紅外光的選擇透過性,基于Cu@h-BN納米線網(wǎng)絡(luò)和液晶技術(shù),作者成功地制備了一種新型智能調(diào)光玻璃,它可以控制玻璃能見度由透明到不透明的快速切換(0.26s);同時(shí),利用Cu@h-BN納米線有效阻擋中紅外光,可屏蔽輻射熱,達(dá)到節(jié)能的目的,在軍事等領(lǐng)域還可實(shí)現(xiàn)防止紅外監(jiān)控的功能,有望成為未來智能建筑的黑科技組件之一。
作者還指出,該種Cu@h-BN核殼納米結(jié)構(gòu)的精密工程在未來高性能電子和光電子器件中有著廣泛的應(yīng)用。相關(guān)成果以“Cu Nanowires Passivated with Hexagonal Boron Nitride - An Ultra-Stable, Selectively Transparent Conductor”發(fā)表于ACS Nano上。
(a)基于Cu@h-BN NWs的TCs和PDLC的器件結(jié)構(gòu);
(b、c)操作機(jī)制示意圖;
(d、e)智能玻璃的照片,顯示透明和不透明狀態(tài)之間的可逆切換;(f)在不同聚合物/LC比下,交流電壓對(duì)態(tài)透過率的影響;
(g)石英玻璃和智能隱私玻璃在加熱板(80℃)上方的關(guān)閉/打開狀態(tài)的紅外照片;
(h)下午12:00拍攝的智能窗處于關(guān)閉狀態(tài)的紅外照片;
(i)通過連續(xù)開關(guān)循環(huán)獲得的透光率;
(j)單個(gè)開/關(guān)循環(huán),顯示響應(yīng)時(shí)間;
(k)在中午陽光照射下工作4小時(shí)200個(gè)周期的透光率的長期穩(wěn)定性。
來源:全玻網(wǎng)