肯特州立大学研究生研发智能玻璃以用于隐私保护以及热应用

你是否体验过在炎热的夏天被车里的真皮座椅烫到?或是抓到好管闲事的邻居透过厨房窗户窥视你家?有了新型的双模型液晶智能玻璃材料,这些事情都会成为过去式。

Yingfei Jiang是肯特州立大学文理学院、先进材料与液晶研究所(AMLCI)、化学物理专业的研究生,他和他的导师,物理系的教授Deng-Ke Yang博士一起,发明了有史以来第一种双模型智能玻璃技术。这项技术是通过有色材料,同时起到控制辐射能量流(热量)和保护隐私的作用。现阶段,他们也在为这项新技术申请专利。据Jiang描述,液晶是一种很独特的物质状态,它同时拥有液体和固体的某些状态,是一种中间体。它会像液体一样流动,但又像固体一样拥有可以被排列组合的光学性质。换句话说,你可以控制分子的排列,以此来控制光的穿透路径。

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根据国际智能玻璃(Smart Glass International)介绍,智能玻璃技术是一种源自于电致变色玻璃、常用于窗户的材料,它可以阻止来自太阳照射的酷热,或者可以让有色玻璃变得不透明以保护隐私。这两者中的任意一个,都可以是智能玻璃被用于建筑物、住宅和汽车上的原因。而双模型智能玻璃的与众不同之处就是可以同时兼顾这两种优势。JiangYang创造了一种液晶材料,可以同时兼顾控制辐射能量流并且保护隐私。

  • 双模型智能玻璃

这种窗户由两块透明玻璃中间夹带液晶层组成,以此形成智能玻璃。双模型可切换液晶同时拥有介电性能和柔性电性能。介电性能帮助车内的座椅对抗太阳的热量。柔性电性能可以让窗户变色来创造私密性。

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Jiang说:这项技术是偶然间发现的。我们本来是准备了一种新的液晶混合物并将其注入液晶盒中。当我施加了50赫兹的交流电压后,出现了一种反常现象。液晶盒看起来是花的,而不是透明的。我们进行了深入的探索,看如何把这一现象运用到智能可切换窗户上。没有施加电压时,窗户是清晰透明的。一旦施加低频电压,窗户就会变为光分散和吸收状态,以此来创造私密性。Jiang说:我们还依靠掺杂一些二色性染料液晶材料研发了另一种混合物,以此控制能量流。

当对材料施加高压(1千赫兹)时,窗户就会转换到一种吸收光但不散射的状态,从而控制辐射能量流且阻断热量。综合这两种特性而创造的双模型智能玻璃将传统玻璃的优势合二为一。Jiang双模型智能窗户技术在不久的将来会成为交通工具和住宅领域的趋势和重要组成部分。它将会彻底改变人们在车和房子内与外部的互动的方式。舒适性和私密性也会被同时满足。

值得一提的是,Jiang来到肯特州立大学学习并不是偶然。Jiang说:肯特州立大学的先进材料和液晶研究所是世界上最好的液晶项目之一。

  • 高新材料与液晶研究所

肯特州立大学高新材料液晶研究所(AdvancedMaterials and Liquid Crystal Institute简称AMLCI), 前Glenn H. Brown液晶研究所成立于1965年,是液晶领域最先进的研究和教育中心。该所的突破性研究成果对世界产生了深远的影响,比如从液晶电视到计算机显示器再到iPad等新电子设备。

高新材料液晶所融合了液晶基础和应用的研究。这促进了技术的进步和产生了新应用领域,例如光学快门,透视窗,投影显示设备和柔性显示器等。该所设有化学物理交叉学科项目,可授予硕士学位和博士学位,主要研究液晶的化学物理性质,机制及其应用。该项目面向全球招收具有物理、化学、工程和材料科学专业背景的学生。

高新材料液晶研究所拥有一支由跨学科液晶研究人员组成的大型专业团队,涉及了液晶、纳米科学与技术、生物材料、有机半导体和有机电光学领域。该研究所的研究领域远远超出了传统的STEM学科,如与时装学院和医学院共同推动可穿戴技术的发展,与建筑学院合作开发智能窗户,与航空工程学院合作研发下一代燃料电池。

POSTED: Friday, June 26, 2020 - 3:11pm
UPDATED: Friday, June 26, 2020 - 3:11pm