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  在當今追求節能減排與舒適生活環境的時代，智能窗戶作為一種新型節能設備成為建筑節能領域的研究熱點。其中，熱致變色智能窗戶能依據外界溫度變化，自動調節太陽光透過率，在降低建筑能耗方面潛力巨大。然而，現有的熱致變色智能窗戶在抗紫外、響應速度和高溫穩定性方面仍存在不足，嚴重限制了其實際應用與發展。

  相關工作以“Hofmeister Effect-Enhanced, Nanoparticle-Shielded, Thermally Stable Hydrogels for Anti-UV, Fast-Response, and All-Day-Modulated Smart Windows”為題發表在《Advanced Materials》期刊上。

1.1 智能窗的設計理念

圖1. HDNP智能窗的設計理念以及與其他纖維素水凝膠基智能窗戶的性能比較。

1.2 復合水凝膠的熱穩定性

圖2. 復合水凝膠的熱穩定性及光學性能。

1.3 水凝膠的相變溫度和速率

圖3. 復合水凝膠的相變速率及光學性能。

1.4 智能窗戶的抗紫外線性能

圖4. 智能窗戶的抗紫外線、光熱及光學性能。

1.5 全天調制智能窗戶

圖5. HD₂₀N₃P_S基智能窗戶的室溫調節性能。

  該研究成功制備出具有快速相變速率、高熱穩定性和抗紫外特性的纖維素基熱致變色智能窗戶。通過引入PDMAA三維網絡結構、Na2SO4和小尺寸PDA納米顆粒，有效解決了傳統熱致變色水凝膠的諸多問題，為智能窗戶的發展提供了新的技術路徑，對提高建筑能源效率、推動碳達峰和碳中和目標的實現具有重要意義。

  然而，水凝膠基智能窗戶目前仍面臨水分蒸發導致失水的挑戰，這可能影響其長期性能和使用壽命。未來，通過材料設計和結構優化，開發具有自愈合和抗脫水性能的新型水凝膠材料，同時創新先進的封裝技術，減少水分蒸發，有望進一步提升智能窗戶的性能，使其在建筑節能領域發揮更大的作用。

作者介紹

賴躍坤

福州大學教授，博士生導師，國家科創領軍人才，2018-2023連續入選科睿唯安“全球高被引科學家”(材料學科、交叉學科)，福建省“閩江學者”特聘教授，省“杰出青年“基金、“百人計劃”項目獲得者。長期從事多相分離與過濾純化、環境與能源化工催化、仿生表界面特殊浸潤性膜層、柔性傳感材料和器件開發等方面研究。發表國內外知名期刊上合作發表SCI論文200多篇，SCI論文引用25000余次，h-index為88。申報發明專利50余項，包括10項PCT國際專利，已授權美國專利1項和中國發明專利20余項。擔任國際化工主流期刊Chemical Engineering Journal期刊Editor，Polymers期刊專題主編(Section Editor-in-Chief),以及Green Energy & Environment, Advanced Fiber Materials, 物理化學學報，Nanomaterials和Scientific Reports等期刊編委。

黃劍瑩

福州大學教授、博導，福建省高層次創新創業人才（B類），2019-2022連續入選科睿唯安“全球高被引科學家”。長期從事功能高分子材料、生物傳感材料與器件、能源與環境催化等交叉學科方向研究。作為項目負責人承擔4項國家級項目，省部級及企業橫向10余項。以第一作者或通訊作者在國際頂級期刊Energy Environ Sci、Adv Mater、Adv Funct Mater等期刊發表論文60余篇，H指數67，SCI他引15000余次。獲授權發明專利30余件，美國發明專利1項。擔任SCI期刊Frontiers in Chemistry、Polymers、Materials等期刊編委。

江獻財

副教授、碩士生導師、福州大學石油化工學院材料化學工程系支部書記。研究領域：天然高分子材料，高強度水凝膠。

林志群

現任新加坡國立大學化學與生物分子工程學教授。研究方向包括嵌段共聚物、共軛聚合物、功能納米晶體、太陽能電池、電池、光催化、電催化、分層結構和組裝材料、表面和界面性能。發表了超過360篇同行評審期刊文章(h指數為95)，13篇專刊，7本書。目前，擔任Nano Energy、Chemical Engineering Journal、Nanoscale and Nanoscale Advances的副主編，以及Journal of Materials Chemistry A 的編輯顧問委員會成員。

  原文鏈接：https://doi.org/10.1002/adma.202418372