二氧化钒(VO2)因其在接近室温时发生的可逆金属-绝缘体相变特性,成为一种极具应用前景的智能窗热致变色材料。这种相变能显著调控材料光学性能,特别是近红外波段的透光率。然而,增强太阳能调制能力(ΔTsol)与维持可见光透过率(Tlum)之间的矛盾关系,始终制约着VO2基智能窗的实际应用。

近期,蒋绪川教授课题组在国际知名期刊Journal of Colloid and Interface Science上发表题为“High-resolution aerosol jet printing of periodic VO2 micropatterns for advanced smart windows”的研究工作。本研究通过可调控的气溶胶喷射打印技术,制备了VO2纳米颗粒墨水并实现图案化打印,成功构建了具有可控周期结构的微图案薄膜。通过调节打印速度、图案周期和间距等参数,可制备出光学性能可调的热致变色薄膜。相较于连续薄膜,微图案结构能在保持可见光高透过的同时,对太阳能调制性能影响甚微。通过优化打印速度与周期参数,本研究实现了ΔTsol=13.3%和Tlum=57.8%的性能突破,超越了现有二维多孔材料、仿生结构及丝网印刷技术的报道值。相较于空白玻璃,打印的VO2薄膜展现出优异的隔热性能,可使室内温度有效降低4.0°C,同时将冰块的融化时间延长8分钟。这种简便的制备工艺与创新的微图案设计,为VO2基智能窗的应用开辟了新的发展方向。
第一作者:耿荣创
通讯作者:蒋绪川*,赵修贤*
原文链接:https:// DOI: 10.1016/j.jcis.2026.139854