崔彦斌:推动柔性电致变色材料走向市场

  浏览量2024-02-08 作者: 技术专区

  从建筑窗户到电致变色眼镜,从汽车玻璃到民用航空器波音787的调光窗,电致变色材料代替了传统静态窗户,能够改变玻璃上的颜色与透明度,大幅度的提高了用户的使用体验。此外,电致变色器件具有体积小、重量轻、可弯曲等优点,在可穿戴设备、曲面显示器、节能及自适应伪装等领域也有广泛的应用前景。

  电致变色材料是怎样实现变色功能的呢?中国科学院过程工程研究所崔彦斌研究员和记者说,在不同外界刺激的作用下,电致变色材料对光的行为会产生不同的“回应”。这种材料在电场或电流的作用下,光学性质也会发生持续可逆变化,使材料呈现出不同的颜色。

  经过多年探索,中国科学院过程工程研究所崔彦斌团队创新性研发了“柔性电致变色材料与器件”技术,并通过关键技术攻坚,使该项目成功进入了科研成果转化阶段。

  谈起该项目研发的初衷,崔彦斌回忆,“早在五六年前,我偶然在一次开车的时候觉得光线刺眼,需要戴上墨镜,但是过隧道的时候,又要摘下来,这很不方便。我当时想,有没有可能做出一种膜贴到汽车玻璃上,它能够准确的通过光线和角度自动去切换。从那时候起,我就对这项技术产生了浓厚的兴趣。”

  随着进一步调研,团队在思考怎么样将这项技术拓展到更多的应用场景中。“比如大楼上的幕墙玻璃,我们如果设计一个遥控开关,按一下它就自动变色,可以遮光,可以隔热,夏天制冷,冬天取暖,在节能降耗方面也将是巨大的突破。通过在技术上的论证,我们得知这些是可行的。从着手准备这一个项目,到调研、找材料,再到一次次实验和一直在优化,我们投入到了漫长的柔性电致变色材料的研发工作中。”崔彦斌说。

  在崔彦斌看来,随人类工业的发展,各式各样建筑都需要源源不断的能源供应,节能减排、低碳环保也成为了柔性电致变色技术的核心要求之一。传统的窗户想要达到调节光线,改善室内环境的需求,一定要通过安装窗帘,手动调节,不具备自动可调性,也难以满足节能减排的需求。如果将柔性电致变色材料应用到建筑窗户中,再安装遥控装置,不但可以实现自动调光,还将大大减少建筑的能源消耗,有效的调节光线和温度的变化。

  在柔性电致变色材料的研发工作中,崔彦斌团队也遇到了不少挑战。首先就是材料的响应时间慢,团队需要的是应用场景的快速切换,如何缩短响应时间成了攻克的重点。其次是延长使用寿命的需求,不能切换几次就坏了。最后就是材料分装的问题,材料如何分装,如何处理大规模的碰撞?为了突破这三个关键点,团队不断优化材料,调整结构。

  “目前,基本能轻松实现2秒响应及5000次以上的切换,后续我们的目标是实现1万次切换。这才是市场需要的柔性电致变色材料。”崔彦斌表示,目前,实验工作已经基本告一段落,团队正在寻找合作伙伴,将这种新型柔性电致变色材料来量产。

  此外,团队还将通过不断的研发探索,去丰富颜色的种类,改善自然光照强度,创新防窥的作用,让这项技术带给世界五彩缤纷的体验。

  在这项技术不断走向成熟之际,中国科学院过程工程研究所崔彦斌团队参加了“CAS概念验证计划”,希望能够通过中科智汇工场专业的技术经理人团队链接金融、产业应用等资源,使柔性电致变色材料迈入更广阔的市场。

  中科智汇工场相关负责这个的人说,“CAS概念验证计划”自2020年启动以来,以概念验证中心为载体,以概念验证学院提供人才和团队支持,以概念验证基金提供种子资金形成“自供血机制”,同时完善商业顾问、创业辅导、产业资源对接、投融资服务、孵化空间等概念验证活动,加强对早期项目进行筛选和培育,支持一批早期项目从实验室走向市场,并发展壮大。

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