科技前沿二十一

10月26日两项专利技术寻找产品应用

如果你是企业家，你会怎么商业化这项技术？

技术一：Smart Window

Smart Window是一种透明度可变的硅树脂柔性玻璃，仅通过物理拉伸就可轻易将透明度从近乎100%降低到30%（透明到不透明），且突破了变色材料多方向上颜色透明度不同的问题，达到任意角度同等透光率。

材料制作方法简便，廉价，环保，可以轻易定制甚至自己制作，让不同的图案，不同的色彩在降低透明度时浮现出来。拉伸变化过程可以不断反复，而不对材料的表现产生影响。

研究员进行了1000次的连续测试，微观和宏观结构并未出现任何变化。

市场现状：现有可变色玻璃的初始状态都是不透明状态，需要通电才能进入透明状态，而这项技术的初始状态是透明状态，从用电量来说采光时非常环保。

未来设想：实验室设想用其进行大型建筑的采光控制，但更希望找到其他应用。此技术在对物理强度要求高，操作简便度要求高的领域将特别有优势。

成果提出者：宾大华裔女教授Shu Yang，现任宾夕法尼亚大学材料工程学与化学生物分子工程学教授，2004年曾被MIT《技术评论》（Technology Review）杂志评选的35 岁以下“全球最佳青年创新家”。2006年获得美国国家科学基金会NSF CAREER Award，2001年获得美国化学学会聚合物科学与工程部门的联合利华奖，美国化学学会应用聚合物科学部门的ICI奖。

Shu Yang实验室关注在多个长度尺度上具有限定尺寸，形状和形态的完好聚合物，凝胶，胶体颗粒，生物材料和有机 - 无机杂化物的合成和工程。Shu Yang团队研究在溶液和带图案的表面上直接用纳米材料和微材料进行直接绘图和组装，以建立层级结构。 另一方面，他们探讨表面的（不）可湿性，光学响应和机械性能，以及它们的动态校正。

技术二：Ultrathin Plate（超薄板）材料

是迄今最薄的(25-100nm)，人手可以捏持而不变形的，并且可以做到平方厘米级别大小的材料。

强度完全突破了超薄材料吸附强而易变形，无法制成宏观级别片状材料的局限，且造价远低于石墨烯。其轻盈程度可由这样一个实验展示——薄片置于空气中可以像灰尘一样悬浮而不下落。

另外，在防噪方面，由于该材料具有蜂窝状内部构造，如果多层叠加可以制成超薄隔音层。

这种材料还有一些特殊的性质：

这种材料一旦落入水中，在水中不会变形，但取出后便会失去坚硬的特性，褶皱变形。

材料会粘贴在平滑表面，如玻璃，但不会粘贴在粗糙表面，如铝箔。

虽然材料有弹性，在纳米级别上仍能做到强度为平面膜（planar film）的30倍，但是延展性弱，拉伸超过1%即会发生断裂。

目前薄片的制作材料为氧化铝或二氧化铪，但理论上铜等任何conformal的材料都可用于制作这种薄片。

由于蜂窝褶皱的微观结构，薄片形成的空气囊有很好的隔热、减弱机械力的传播的功能，也可以阻隔电子信号。

研究人员的未来设想：将其用于昆虫飞行器的翅膀，以及超高品质音乐的震动感应。也提出了仅用光束（激光笔）就能驱动，不借助任何其他外力（借助克努森力）并被远程控制的飞行器，并已验证了可操作性。不过研究团队也表示，此次征询产品想法和合作机会， 希望找到更多能短期内应用的产品，而上述的后两种产品还需一段研发时间。

研究提出者：由宾夕法尼亚大学Igor Bargatin助理教授领导的研究团队提出。研究主要集中于微/纳机电系统（MEMS/NEMS）在能量转化、光学、智能材料领域的应用。

Bargatin团队从事机械工程，电气工程，材料科学和应用物理学的交叉研究，重点研究新的超材料和微机电系统（MEMS）。发明了板材机械超材料，并使用这个概念来创建可以手工拾取的最薄板材。他们还设计和测试新型能源设备，如微型热电子能量转换器，这种转化器可以在非常高的温度下将热量直接转换为电能。