智能窗户能快速,耿宏章团队新型膜让手机屏幕

来源:http://www.mypv3.com 作者:js333vip.com 人气:161 发布时间:2019-08-28
摘要:加拿大科学家开发出低成本可变色玻璃 新型超强韧石墨烯材料有望替代碳纤维 智能窗户能快速“变脸” 耿宏章团队新型膜让手机屏幕更轻柔 华盛顿3月11日电加拿大一个研究团队在

加拿大科学家开发出低成本可变色玻璃

新型超强韧石墨烯材料有望替代碳纤维

智能窗户能快速“变脸”

耿宏章团队新型膜让手机屏幕更轻柔

华盛顿3月11日电加拿大一个研究团队在最新一期英国《化学》杂志上报告说,他们开发出一种制备简单、成本较低的技术,有望大规模制造可变色的节能玻璃。

华盛顿5月9日电中美科学家组成的国际团队开发出一种超强韧、高导电的石墨烯复合薄膜,可在室温条件下以较低成本制备,有望替代目前广泛使用的碳纤维材料。

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本报讯(记者 赵秀红 通讯员 康宁)手机触摸屏的奥秘,都在一张薄薄的导电膜上。目前,市场上广泛使用的透明导电薄膜多采用铟锡氧化物薄膜,但铟是一种稀有金属,其可开采储量不断减少。碳纳米管导电薄膜作为性能更好的替代品,近年来逐渐得到人们的关注。

节能玻璃可根据建筑和住户需求在透明与有色间变化,动态调整来自太阳的光和热,为建筑物节能。

发表在最新一期美国《国家科学院学报》上的研究显示,北京航空航天大学程群峰教授课题组和美国得克萨斯大学达拉斯分校雷:鲍曼团队受到天然珍珠母力学结构的启发,制备出微观结构类似于珍珠母的有序层状石墨烯结构。

js333vip.com,目前市面上的动态窗户成本较高。图片来源:greenbuildingadvisor.com

近日,天津工业大学教授耿宏章团队研发出可穿戴用柔性光电薄膜制备技术,将一种简易快速喷涂与酸处理相结合的技术,与棒涂法与酸处理优化技术相结合,可以大面积快速制备碳纳米管柔性透明导电薄膜。CNT薄膜能够克服ITO薄膜的很多缺点,在保持高透光率的前提下,能提高柔性碳纳米管导电薄膜的导电性能。同时,可以用于制造可弯曲、柔性的触摸屏,还能让让手机屏幕画质更加清晰、色彩逼真。据介绍,该技术生产的薄膜未来在可穿戴设备制造方面具有广阔的应用前景。

加拿大不列颠哥伦比亚大学研究团队发明的新技术将带有金属离子的乙醇涂在玻璃表面,并用紫外线将其转化为玻璃上的一层膜。研究结果显示,正常状态下膜完全透明,但电流通过时会变蓝。

程群峰对记者说,此前将石墨烯单片机械堆叠成较厚的宏观材料耗时费力。例如制备人头发厚度的石墨烯薄膜,需要堆叠15万层单片石墨烯,且片层间界面作用较弱,力学性能较差。

近日,美国斯坦福大学的工程师开发出一种动态窗户,它能在1分钟内从透明变为不透明,或再变回去,并且不会随着时间的流失退化。该窗户使用了含有金属离子的导电玻璃板。在电流的控制下,这些粒子能分散在玻璃表面,遮蔽光亮。相关论文8月9日刊登于细胞出版集团的新期刊Joule上。该期刊主要聚焦于节能研究和绿色技术。据悉,该研究组也已经申请了相关专利。

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论文第一作者程威对记者说,这一技术不使用复杂的真空设备就制造出动态涂层,且无需在高温下制备,从而降低了成本。

珍珠母具有高强度、高韧性的力学性能,主要得益于内部规整的层状结构和离子键、共价键、氢键等丰富的界面作用。研究人员采用化学制备法而非机械堆叠制备出这种材料。他们借鉴了珍珠母的层状连接方式,通过在氧化石墨烯层间引入共价键、共轭键等不同键连的交联分子,将石墨烯纳米片牢固地“缝合”在一起,制造出强韧一体化的高导电石墨烯薄膜。

智能窗户能降低供热和制冷成本,或充当百叶窗。但目前的智能玻璃主要由航空公司使用,主要材料是二氧化钨,但这些材料十分昂贵,变化需要的时间较长,而且会随着时间的推移不透明程度降低。

程威说,团队下一步计划研究如何让玻璃在透明和灰色间转换,而不是变成蓝色。

程群峰说,这种薄膜材料的拉伸断裂强度是普通石墨烯薄膜的4.5倍,韧性是后者的7.9倍。

“我们想出了一个完全不同的解决方案。”该论文高级作者、斯坦福大学材料与工程学教授Michael McGehee说。McGehee团队研发的新玻璃能通过溶液中的铜和其他金属的运动遮挡光线。当其处于透明状态时,玻璃允许周围80%的自然光进入,当变暗时,光线射入率低于5%。研究人员不断切换玻璃的透明状态5500次后,并未发现其透光性有变化。这表明该产品是耐用的。

当前的电致变色玻璃虽然节能,但制备造价较高,每平方米高达500到1000美元,远高于普通玻璃成本。

研究人员介绍,传统碳纤维材料的制备条件需超过2500摄氏度,但新材料可在45摄氏度以下的室温进行制备,强度与碳纤维复合材料相当,成本更加低廉,易实现商业规模化制备。

但在将新玻璃按比例增大前仍需进一步研究。研究人员表示,目前该技术在能覆盖多少面积上还有限制,研究中的玻璃原型的面积为25平方厘米。但该团队已经找到解决该问题的方法。

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程群峰说,这种廉价、低温的高性能多功能石墨烯纳米复合材料在航空航天、汽车、柔性电子器件等领域具有广泛应用前景。

此外,研究人员还希望改善金属电极,以便降低产品成本,使其成本约为目前市面上的动态玻璃的一半。

论文通讯作者鲍曼说,薄膜有望最终取代飞机、汽车等设备使用的碳纤维复合材料。

“我们兴奋的是,动态玻璃能优化室内或交通工具的光亮,节省20%的制冷供热成本,甚至改变人们佩戴太阳镜的方式,这是一个重要领域,有无数机遇激励我们前进。”McGehee说。

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