Page 36 - 《精细化工》2020年第3期
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            要求。考虑到电力系统抢修须争分夺秒，热致变色
            材料以其在温度指示上敏感性高、显色快、易于观
            察的特性，被视为进行电力系统快速检修的极具潜
            力的材料，其在故障检测中的应用成为智能电网建
            设的关键项目。目前，国内这方面报道还较少，谷
            山强等    [19] 较早进行了基于热致变色材料的输电线路
            金具发热故障诊断的研究，使用钒酸铵制备了在
            150 ℃时实现不可逆热变色的涂料，将其喷涂于线                                      图 3  VO 2 /TiN 涂层智能窗  [21]
                                                                      Fig. 3    VO 2 /TiN coated smart window [21]
            路接触发热部位的金具上，涂料在发热故障时由白
            色变为深黄色，而巡检人员则可以通过望远镜观测                                 屋顶作为建筑物内外环境热交换的重要通道，
            金具表面涂料颜色的变化来快速识别和发现故障，                             对其能量吸收和反射的调控也成为智能建筑研究的
            有力地促使运维单位快速采取对应的安全防范措施                             重点。如 FABIANI 等    [22] 设计的可自主调节太阳能吸
            及制定维修方案。绝缘子金具烧伤前后涂料变色示                             收和反射的热致变色屋顶，在夏季可增强短波太阳
            意图如图 2 所示。热致变色材料在电力设备发热故                           反射，在冬季减少反射的太阳能，对减少能耗、降
            障检测的应用潜力巨大，对其进一步的研究探索具                             低城市热岛效应有重要意义。
            有很高的经济及社会价值。                                       1.4    智能医疗温度传感

                                                                   目前，利用热致变色材料的变色进行疾病诊
                                                               断 [23] 、制备生物传感器      [24-25] 等引起人们极大兴趣。
                                                               在疾病诊断方面，可在患者身体上布置传感器网络，
                                                               收集患者健康数据，并将其与历史数据进行对比分
                                                                                                    [2]
                                                               析来实时监测患者的身体状况并给予反馈 。其中，
                                                               人体各部位温度是疾病诊断的重要依据，WEST 等                   [26]
                                                               采用多种液晶类热致变色材料，设计了在较宽温度
                                                               范围内对人体温度实现灵敏监测的袜子，可用于肿
                                                               瘤、感染和血液循环变化等各种医学病症的早期检
                                                               测。在生物传感器领域，热致变色材料可用于对病

                                                               毒进行特异性检测，如 SONG 等            [25] 运用具有热致变
                 图 2    绝缘子金具烧伤前后涂料变色示意图            [19]       色特性的功能材料聚二乙炔（PDA），通过对其进行
            Fig.  2    Schematic  diagram  of  paint  discoloration  before
                   and after burns of insulators [19]          肽（PEP）修饰制成可对甲型 H1N1 流感病毒进行特
                                                               异性检测的 PEP-PDA 纳米传感器，其中修饰的肽序
            1.3    智能建筑温度调控                                    列能与 H1N1 病毒特异性结合，产生空间排斥使
                 在智能社会发展过程中，需要解决当今世界面                          PDA 共轭骨架变形，从而发生蓝色至红色的颜色变
            临的能源短缺和环保两大难题。建筑耗能占现代社                             化，对病毒的简单快速检测有重要价值。用于甲型
            会耗能的 30%~40%，而在建筑物中，门窗又是建筑                         H1N1 流感病毒比色检测的 PEP-PDA 纳米传感器示
            耗能的主要部位        [20] ，因此发展智能窗在环保与节能                 意图如图 4 所示。
            极为重要的今天日益受到重视。智能窗能根据温度
            变化智能调控太阳辐射尤其是红外线的通过率，从
            而达到调节室内温度的目的。其中，热致变色材料
            VO 2 是研究与应用极为广泛的一种智能窗材料，经
            有效掺杂的 VO 2 在室温下便可发生相变，相变前后
            红外波段的光通过率发生明显变化，冬暖夏凉，从
            而达到节能的目的。HAO 等             [21] 将 VO 2 与等离子体

            TiN 纳米颗粒杂化制得 VO 2 /TiN 智能涂层，该涂层
            在 28 ℃的强烈光照射下可阻挡红外光，但在弱光照                          图 4    用于甲型 H1N1 流感病毒比色检测的 PEP-PDA 纳
                                                                    米传感器示意图      [25]
            射条件下或在 20  ℃的低温下可透过红光，从而实
                                                               Fig. 4    Schematic illustration of the PEP-PDA nanosensor
            现室温的有效调节。VO 2 /TiN 涂层智能窗示意图如                             for colorimetric detection of influenza A (pandemic
            图 3 所示。                                                  H1N1) virus [25]
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