[发明专利]自驱动调光装置及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于光学传感技术领域，更具体地，涉及一种自驱动调光装置及其制备方法。

背景技术

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，成本较高。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种自驱动调光装置及其制备方法，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，按照本发明的一个方面，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：（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。

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、苝酰亚胺或石墨烯。

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。

按照本发明的另一方面，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，通过本发明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：

（1）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。

附图说明

图1是本发明实施例的自驱动调光装置示意图；

图2是本发明实施例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是本发明实施例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是本发明实施例1所用的金纳米棒的紫外-可见吸收光谱图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明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发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明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，本发明实施例的自驱动调光装置包括：透光层1和调光层2。调光层2位于两透光层1之间。

透光层1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、有机硅树脂、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。