以中孔洞氧化矽空心球材料混合向列型液晶製備具有記憶效應之智慧玻璃窗

Abstract

本研究使用環境友善、具生物可降解性之非離子型界面活性劑AEO作為模板及乳化劑，分別使用矽酸鈉及TEOS為氧化矽源，以一鍋化之軟模板法合成出微米大小之空心球型中孔洞氧化矽材料。為了可以合成球型完整且達到孔徑大小與結構之可調控性，在研究中嘗試四種不同親水鏈長度之AEO與兩種氧化矽源，並改變合成pH值、反應系統濃度與水熱、鍛燒、乙醇萃取等後處理方法，來探討對材料特性的改變以及應用於智慧玻璃窗之影響。並且也利用同樣具有生物可降解性之界面活性劑gelatin，經由硬模板法合成空心管狀之中孔洞氧化矽材料，同上述方法調控材料構型及孔洞性質，並比較應用於智慧玻璃之差異。 合成出之空心球、空心管、實心球等不同構型之中孔洞氧化矽材料，其構型尺度分布寬達4–5個數量級，交錯聯通的空隙及孔洞適合均勻混合向列型液晶5CB，封裝成智慧玻璃窗。透過直接修飾疏水性官能基矽烷，降低表面作用力，使智慧玻璃窗在通入電場並移去後仍保有液晶分子整齊排列之記憶效應，保有透明之外觀，再透過簡單的按壓玻璃表面或加熱-冷卻之相變化使液晶重回混亂態，並達成節能型智慧玻璃窗之應用。同樣利用表面改性方法，將氧化矽材料在乙醇溶液中加熱迴流後將表面官能基取代為Si-OH，增加材料表面極性以及與液晶分子間的作用力，可製備出以電場控制亮暗之傳統開關型智慧玻璃窗。無論是節能記憶型或傳統開關型，皆有應用於綠色建材之潛力，運用電場調控玻璃窗之穿透度以減少冷、暖氣與照明之能耗。

Date of Award	2017 Jul 14
Original language	Chinese
Supervisor	Hong-Ping Lin (Supervisor)