Page 42 - 《精细化工》2020年第3期
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·460· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 37 卷
精细测温的需求。随着人们对热致变色材料变色机 色窗户、屋顶等仍将是未来研究的重点。在智能医
理的进一步认识,开发出测温跨度大、间隔小且色 疗领域,热致变色材料快速直观、种类丰富的优点
差明显、精度高的新品种成为一个很重要的发展方 使其在疾病检测及生物传感器等方面已有一定的研
向。在变色速度上,实际应用对快速示温的需求将 究,随着智能医疗的发展,热致变色材料在可穿戴
进一步推进基于材料本身及配方设计的快速变色涂 医疗监测装置等其他方面中也将拥有广阔的应用前
料的研究。在变色稳定性方面,还需对微胶囊等提 景。除此之外,从近年发展趋势可以看出,室温或
高热致变色材料稳定性的技术进行更进一步的探 低温可逆热致变色材料在厨具、家具、服装及家居
索,从而开发出更多可实际应用的产品,不断拓宽 装饰等日用品方面的应用逐渐占据更大比重,相关
其应用领域及应用方式。 研究与应用也有望成为今后的热点。
4.3 发展新型热致变色材料 综上所述,可以预计随着智能社会到来,诸多
在理论基础较完备的情况下,开发新型热致变 领域对智能示温、温度传感有着广泛的需求。而热
色材料并对现有材料进行改性是智能社会发展的一 致变色材料因其对温度特有的感知和反馈机理,未
大趋势。目前,量子点、等离子体激元、光子晶体 来发展充满机遇。在智能社会变革推进过程中,热
等 [66] 纳米级可加工的新型热致变色材料,因其光学 致变色材料有望得到迅猛发展。
性质可通过材料改性进行精确控制,有望成为研究
参考文献:
热致变色新材料研发及改性热点。另外,基于热致
[1] TONG Tianxiang (童天湘). The future society should be a smart
变色材料中结构与性能关系对其进行设计及预测的 society[J]. Theoretical Investigation (理论探讨), 1989, (1): 112.
理论计算方法也将成为未来一个重要的发展方向。 [2] SUN Tiantian (孙田田). The characteristics of intelligent society and
its challenges[D]. Shanghai: Shanghai Academy of Social Sciences
近几十年来,理论化学和计算机科学发生了巨大变 (上海社会科学院), 2018.
[3] TONG Tianxiang (童天湘). Intelligent technology creates the future
化。密度泛函理论的提出及计算机科学的进步使得 society[J]. Journal of Hangzhou Teachers College (杭州师范大学学
科研工作者们可以对材料力、热、光、电和声学等 报), 2003, (6): 18-22.
[4] DONIA A M, EBEID E Z M. Thermochromism in Ni (Ⅱ) complexes
各个方面的性质进行准确模拟计算。在热致变色材 with schiff base derivatives of 4-aminoantipyrine[J]. Thermochimica
Acta, 1988, 131: 1-6.
料中,运用理论计算可以根据实际应用对材料光学 [5] INABE T, HOSHINO N, MITANI T, et al. Structure and optical
性质的需求,从理论层面对材料进行筛选及分析, properties of a thermochromic schiff base. low-temperature structural
studies of the N, N′-disalicylidene-p-phenylenediamine and N,
从而大幅提升新型热致变色材料的发展速度。 N′-disalicylidene-1, 6-pyrenediamine crystals[J]. Bulletin of the
Chemical Society of Japan, 1989, 62(7): 2245-2251.
4.4 强化功能基础上拓展应用 [6] NEEBE M, RHINOW D, SCHROMCZYK N, et al.
在应用前景方面,随着集约型经济的发展及智 Thermochromism of bacteriorhodopsin and its pH dependence[J].
Journal of Physical Chemistry B, 2008, 112(23): 6946-6951.
能时代的来临,热致变色材料在智能电网、智能建 [7] SYUNROKU T. Application of thermochromic materials to
textiles[J]. Kino Zairyo, 1989, 9(5): 39-45.
筑、智能医疗等领域中虽已有应用,但仍有很大的 [8] CHENG Y, ZHANG X, FANG C, et al. Discoloration mechanism,
发展空间。例如,在智能电网中,现已有热致变色 structures and recent applications of thermochromic materials via
different methods: A review[J]. Journal of Materials Science &
材料用于电网发热故障智能快速检测的研究。但其 Technology, 2018, 34(12): 2225-2234.
[9] WU Yupeng (吴玉鹏), GAO Hong (高虹). Classification and color
在故障温度数据搜集方面也有很大应用前景,对此 change mechanism of thermochromic materials[J]. Energy Conservation
的报道还较少。可研制变色性能优异的多变色示温 (节能), 2012, 31(1): 17-20.
[10] LIANG Xiaorui (梁小蕊), ZHANG Yong (张勇), ZHANG Lichun
涂料,将其涂覆在电力设施表面,通过涂层颜色与 (张立春). Discoloration mechanism and application of reversible
thermochromic materials[J]. Chemical Engineer (化学 工程师),
温度之间的定量关系,设计集涂层照片捕捉、照片 2009, 23(5): 56-58.
颜色分析、计算温度等功能于一体的智能化集成系 [11] LI Yang (李杨), CHEN Hongmin (陈洪敏), XIONG Qingrong (熊庆
荣). Development and application of irreversible temperature-sensitive
统,使工作人员在终端就可以实时的监测整个电力 coatings[J]. China Coatings (中国涂料), 2010, 25(5): 16-19.
[12] XU Runbin (徐润斌), LIU Fang (刘芳), TIAN Yongfeng (田永丰),
系统的过热情况,在快速判断故障点的同时通过色 et al. Research status and development trend of temperature
温关系读取故障的温度数据,从而构建数据库,为 coatings[J]. Modern Paint & Finishing (现代涂料与涂装), 2016,
19(10): 26-30.
将来利用大数据及人工智能等技术实现电网的智能 [13] LEMPEREUR C, ANDRAL R, PRUDHOMME J. Surface temperature
measurement on engine components by means of irreversible thermal
自主检测打下基础,具有显著的社会及经济效益。 coatings[J]. Measurement Science and Technology, 2008, 19(10):
在智能建筑领域,制冷、采暖等调节室温方式造成 105501-105511.
[14] WANG Chao (王超), DUAN Ying (段英), HU Jun (胡俊), et al. A
的建筑能耗已超过工业能耗及运输能耗,因此通过 review of aero-engine turbine blade temperature measurement[J].
Journal of Infrared and Millimeter Waves (红外与毫米波学报),
热致变色材料对窗户、屋顶等部位进行热交换的控 2018, 37(4): 501-512.
制对于降低建筑能耗构建智能社会十分重要,现对 [15] DOUGLAS J, SMITH C, TAYLOR S. An integrated approach to the
application of high bandwidth optical pyrometry to turbine blade
此的研究已有很多,但其实际应用情况仍不理想, surface temperature mapping. [C]// 18th International Congress on
Instrumentation in Aerospace Simulation Facilities. 1999: 41-46.
研究室温下可进行有效热调控且成本低廉的热致变 [16] GALLIANI D, MASCHERONI L, SASSI M, et al. Thermochromic