近日，我校伟德国际1946官网沈應中教授和胡曉玉教授與南京大學王樂勇教授課題組合作，提出了将兩種功能差異性基團的性能進行正交組裝的研究策略，實現了不同有機功能基團所特有的優良性能的正交組裝，成功構築了不僅可以有效調控太陽光輻射能的輸入，而且可以根據室内環境需求進行冷/暖色調切換的超分子智能窗材料。相關研究成果以“Warm/cool-tone switchable thermochromic material for smart windows by orthogonally integrating properties of pillar[6]arene and ferrocene”（全文鍊接：https://www.nature.com/articles/s41467-018-03827-3）為題發表在Nature子刊Nature Communications上（影響因子12.353）。

    随着全球經濟的快速發展，城市化和工業化的發展不斷推進，能源危機與全球氣候變暖等問題日益加劇。因此，能源的合理使用、節能環保産品的開發在科學界受到廣泛的關注。智能窗不僅能夠動态調節太陽輻射能透過率，而且能在節約能源消耗的同時，給人們提供舒适的室内環境。在智能窗的制備過程中，功能材料起着至關重要的作用。傳統的智能窗材料往往局限于單功能化，僅能用于調節太陽輻射能的透過率，但對冷/暖色調的調控研究卻很少涉及。鑒于不同色調能夠對人們的情緒産生很大的影響，因此，開發一類較為理想的冷/暖色調可轉換的溫緻變色智能窗材料，既能保留傳統材料對太陽輻射能的調控功能又能改善人們的情緒，具有非常重要的潛在應用和開發前景。

    基于上述思考，該研究首次基于不同功能的正交一體化策略，将乙二醇修飾的柱[6]芳烴（EGP6）的熱響應性（溫緻變色效應）與氧化還原誘導的二茂鐵/二茂鐵鎓離子基團之間暖色與冷色之間可逆轉換（色調轉換效應）的性質正交一體化于一個功能體系中，成功制備了冷/暖色調可轉換的溫緻變色材料。基于EGP6與二茂鐵的主-客體作用，他們将二茂鐵側鍊修飾的聚丙烯酰胺聚合物凝膠（Fc-gel）浸泡在EGP6水溶液中，得到了顯著溶脹且高度透明的水凝膠（Fc-gel∙EGP6）。該水凝膠中，因二茂鐵基團在氧化還原刺激下能夠在橘色和綠色之間可逆轉換，由此制備的智能窗材料便具有冷/暖色調轉換的功能。更重要的是，這種透明的Fc-gel∙EGP6水凝膠不管是在暖色調還是在冷色調下都繼承了EGP6優異的溫度響應性能，使其成為一種優良的溫緻變色材料，可以調節太陽輻射能量的透過率，營造更加舒适的室内環境。這種冷/暖色調可轉換的溫緻變色智能窗材料成功地為不同性質的正交一體化策略提供了應用實例，同時該策略也為新型功能化材料的開發提供了新方法。

    上述智能窗材料能夠滿足空間結構節能采光系統對光線響應的調控需求，在民用和航空航天領域相關新型材料方面都具有潛在的應用價值。該研究得到科技部重大研究計劃、國家自然科學基金和德國洪堡基金的資助。