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  水凝膠智能窗可用于動態調節光透過性，在能源管理方面具有應用前景，近年來受到廣泛關注。目前，水凝膠智能窗一般通過熱、濕度和電等響應機理驅動透明性變化。然而，熱致變色和濕度引發變色的水凝膠智能窗一般只能被動地受環境條件調控，不便于實現主動調節；電致變色水凝膠智能窗可人為控制，但需要較為復雜的結構組裝和能量輸入。此外，水凝膠作為高含水量的柔性材料，容易受到外界物理損傷，從而影響智能窗的使用壽命。因此，開發一種可主動、便捷控制且可自修復的多功能水凝膠智能窗具有重要意義。

  基于此，西南交通大學材料科學與工程學院周紹兵教授、謝輝副教授團隊設計了一種基于動態鹽響應聚兩性電解質水凝膠(PAH)的新型多功能智能窗。PAH中的離子鍵可以在氯化鈉水溶液（NaCl(aq.)）和水中可逆地解離和重構，從而引起透明性的可逆變化，在水中PAH為不透明（白色），而在NaCl(aq.)中展現高透明性，這奠定了鹽調控水凝膠智能窗的結構和功能基礎。由PAH組裝的智能窗可以通過切換NaCl(aq.)和水以改變透明性，從而調節景觀或物品的可見性（如向日葵和自然景色）。由于該過程可根據需要人為地進行調節，且無需復雜的組裝和外界能量輸入，因而是主動便捷的控制方式。同時，離子鍵的動態性還可賦予PAH自修復性，可自動修復外界機械損傷并且不影響其光透過性調控能力。

  此外，通過靈活運用PAH的鹽響應性，還可將智能窗設計為信息載體。例如，可通過簡單的表面圖案化處理使PAH攜載特定的圖形或信息，但這僅可視為一次性信息輸入，因為形成的表面圖案可以由NaCl(aq.)或水擦除；進一步將PAH預先組裝為特定信息(如SWJTU1896)，隨后包封于透明的聚乙二醇水凝膠中，以PAH在NaCl(aq.)和水中的透明性變化為核心原理實現了信息顯示的可逆調節，該過程可反復進行；還可利用PAH在不同基材表面的粘附性（如塑料、玻璃和金屬）及其透明性變化特性對基材所攜載的信息進行可視性調節，此過程亦可反復進行。

  總之，本工作利用鹽響應性PAH設計了多功能水凝膠智能窗，為利用更多動態材料設計面向未來可持續化的功能集成智能窗提供了思路。 

圖1. PAH的鹽響應性及由此設計的多功能水凝膠智能窗 

圖3. 利用PAH設計的具有信息可視化調節功能的水凝膠智能窗

  原文鏈接：https://doi.org/10.1039/D2MH00907B