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高温就变不透明!台湾清华戴念华教授研发石墨烯智能玻璃

  • 来源:中国时报
  • 阅读量:1740
  • 时间:2019-06-07 09:55:00

 

  为减少粗心在酷暑把孩子留车内导致热衰竭的悲剧,台湾清华大学材料系特聘教授戴念华带领学生团队,运用石墨烯研发出达到一定高温就会由透明转变为不透光的智能玻璃,可降低车内温度、节省能源,也可应用在智慧住宅,除得到创新大奖,也正在申请台湾在内的多地专利。

 

清大研究团队研发能有效阻隔温度的石墨烯智能玻璃。

 

  戴念华说,石墨烯(GO)具有将光能转变为热能的特性,与温感性水凝胶混和后成为液态物质,注入两片玻璃之间,只要环境温度高于32度以上,1至2分钟智能玻璃就转为不透光,阻隔大部分光线,未来应用在汽车侧边玻璃上,就能避免车内温度快速上升;当发动汽车、开启冷气,玻璃降温后又会恢复全透明状态。调整配方后,也能因应不同需要,造出不同颜色的智能玻璃。

 

经强光照射2分钟后,一般玻璃(左)仍呈透明,清华石墨烯智能玻璃(右)已变不透明,阻隔光线与热能,室内比较凉爽。

 

  “你看看,用强光一照,玻璃变色了!”戴念华指导学生组了一个乐高模型屋来做实验,采用石墨烯智能玻璃的半边屋子,室内温度在光照5分钟后因变色阻光只有摄氏34度,但采用一般玻璃的那半边却已飙到44度,两者整整相差10度,证明智能玻璃的隔光、隔热效果极佳。

  戴念华教授尖端奈米碳材料实验室(ACNM)研发出的“温感性水胶应用于彩色可图案化兼具隔热之智能玻璃”,荣获今年的东元国际创意竞赛季军,成员包括博士生萧仲轩,及硕士生洪雅敏、简明绅、蔡孟庭、李明曜。

 

戴念华教授(右一)团队研发智能玻璃。后排左起为清大学生萧仲轩、简明绅、洪雅敏、李明曜、清大戴念华教授、前排蔡孟庭。

 

  受到全球暖化的影响,各地频频出现飙破摄氏50度高温的热浪等极端气候。戴念华指出,能减少室内能源消耗的隔热、遮光建材技术愈来愈受到瞩目;且水凝胶中还能添加彩色颜料,让智能玻璃也五彩缤纷、赏心悦目。

 

智能玻璃与变色太阳眼镜比较表。

 

  石墨烯智能玻璃的变色功能乍听之下与感光变色太阳眼镜相近,但原理却完全不同。研发团队中的硕士生李明曜表示,市面上感光变色镜片将氯化银或卤化物涂布于镜面或添加于镜材之中,经紫外光照射后产生化学反应,导致玻璃变色而遮挡部分可见光;清华智能玻璃则是运用温感高分子发生相变化,成本比变色镜片低,且不局限单一颜色,可多彩呈现。

  李明曜笑说,制作智能玻璃最困难之处其实很不“高科技”,将液态物质注入两片玻璃之间常会产生气泡,只要有气泡就得不断重来,屡屡手工失败,打碎了不少“玻璃心”。但这些问题在未来工业化自动量产后都可以迎刃而解。