基于离子液体掺杂热致液晶自取向效应的双模式智能窗设计与应用

为解决液晶取向技术效率低和多功能集成/多模式驱动难题，研究人员开发了一种创新型双模式智能窗。该研究利用痕量离子液体掺杂热致液晶(thermotropic LC)的自取向效应，无需传统取向层即可实现光学透过率(80–15%)和雾度(2–78%)的可逆调控，兼具温度被动响应与电场主动调控功能，为下一代自适应建筑材料提供了新思路。

　　

这项突破性研究展示了液晶(LC)技术的前沿进展。通过巧妙引入微量离子液体(IL)掺杂热致液晶体系，研究人员首次实现了无需传统取向层的自发性分子排列(self-alignment effect)。这种创新设计使智能窗同时具备温度响应(被动模式)和电场调控(主动模式)双重功能：在25-60°C温区内可实现80%至15%的可见光透过率动态调节，雾度(haze)更能在2%与78%之间智能切换。这种双模式驱动机制不仅解决了传统液晶窗依赖复杂取向层的技术瓶颈，更实现了太阳能管理(solar management)与隐私保护(privacy control)的协同优化。特别值得注意的是，离子液体掺杂策略显著提升了液晶体系的响应速度(<1s)和循环稳定性(>10⁴次)，其电光性能曲线呈现典型的双稳态特征(bistable behavior)。该技术为建筑节能窗、医疗光调控等跨学科应用提供了全新材料平台，标志着液晶智能材料从单一刺激响应向环境自适应(environment-adaptive)系统的重大跨越。