基于可持续热致变色水凝胶的节能智能窗户：具备高太阳光调节性能和增强隐私保护功能

《Macromolecular Chemistry and Physics》：Sustainable Thermochromic Hydrogels-Based Energy-Saving Smart Window with High Solar Modulation and Enhanced Privacy Protection

基于天然聚合物的温变智能水凝胶开发及其在节能窗中的应用

　　

摘要

基于水凝胶的智能窗户能够主动调节太阳光的透射率，从而控制室内温度和亮度，由于其在提高能源效率方面的潜力而受到了广泛关注。然而，大多数现有的水凝胶系统都是基于合成聚合物和化学交联网络制成的，这引发了对其环境可持续性的担忧。在这项研究中，我们开发了一种完全由天然聚合物制成的新型热致变色水凝胶，适用于下一代智能窗户，既具有节能潜力，又能增强隐私保护。该水凝胶由十二烷基硫酸钠胶束嵌入到κ-卡拉胶和羧甲基壳聚糖的基质中构成，并使用β-甘油磷酸盐来微调其光学特性。这种材料在人体舒适温度范围（约34°C）内表现出出色的抗冻性能以及透明和不透明状态之间的快速、可逆转变。在较高的白天气温下，水凝胶变得高度透明，具有显著的太阳光调节能力（T_lum = 83.54%，?T_sol = 78.89%）。而在较低的夜间温度下，它则呈现不透明状态，以增强使用者的隐私。此外，该水凝胶对外部pH值变化和电刺激都有响应，支持多模式控制。该系统制备简单、成本低廉、无毒且对环境无害，为可持续节能窗户和温度预警装置提供了巨大潜力。

利益冲突

作者声明没有利益冲突。