Transparenter leitfähiger Graphenfilm mit intelligenter Dimmbeschichtung

Großflächige, kostengünstige Produktion von transparenten leitfähigen Graphenfilmen

Graphen als Material mit einzigartigen Eigenschaften wird derzeit in verschiedenen Bereichen wie transparenten leitfähigen Elektroden, Touchscreens, Solarzellen, Hammerbatterien, Superkondensatoren, Thermofilmen, Meerwasserentsalzung und Umweltverschmutzungskontrolle eingesetzt und weckt hohe Erwartungen.

Im umfangreichen Graphen-Flaggschiff-Forschungsprogramm, das Anfang 2013 von der Europäischen Union ins Leben gerufen wurde, wurde die Untersuchung transparenter leitfähiger Filme zu einem wichtigen Schwerpunkt. Gleichzeitig haben zahlreiche Weltklasseunternehmen, darunter IBM aus den USA, BASF aus Deutschland und Samsung aus Südkorea, stark in die Forschung und Entwicklung transparenter leitfähiger Graphenfolienprodukte investiert, um sich vorteilhafte Positionen bei dieser aufstrebenden Materialentwicklung zu sichern Feld. Einige Unternehmen haben sogar Pläne angekündigt, in naher Zukunft transparente leitfähige Graphenfolien auf den Markt zu bringen.

Die weltweite Begeisterung für die Graphenentwicklung hat nach und nach Einfluss auf die akademische und geschäftliche Gemeinschaft in China genommen. Vor allem seit der Verleihung des Nobelpreises an die Entdecker von Graphen im Jahr 2010 haben verschiedene Regierungsstellen in China ihre Unterstützung für die Graphenforschung verstärkt. Die National Natural Science Foundation of China, das Ministerium für Wissenschaft und Technologie, die Chinesische Akademie der Wissenschaften und andere Abteilungen haben mehrere bedeutende Forschungsprojekte im Zusammenhang mit Graphen initiiert. Viele Regionen, darunter Peking, Shanghai, Jiangsu, Zhejiang, Guangdong und andere, haben Strategien und Pläne zur Unterstützung der Graphenforschung und -entwicklung vorgeschlagen. Zahlreiche Unternehmen sind durch Forschung, gemeinsame Entwicklung und Pilotinvestitionen auch in die Entwicklung von Graphen-Produkten eingestiegen, was zur schrittweisen Einleitung von Graphen-Forschung und Anwendungsstudien in China geführt hat.

Die zentrale Herausforderung bei der Entwicklung transparenter leitfähiger Graphenfilme im In- und Ausland bleibt jedoch die großflächige, kostengünstige und qualitativ hochwertige Herstellungstechnologie von Graphenfilmen. Die derzeit weit verbreitete Technologie zur Herstellung von Graphenfilmen ist die chemische Gasphasenabscheidung (CVD). Mit dieser Technologie lassen sich zwar große, qualitativ hochwertige Monoschicht-Graphenfolien mit Leistungsvorteilen in Bezug auf Transparenz und Oberflächenleitfähigkeit herstellen, sie hat jedoch immer noch schwerwiegende Nachteile wie komplexe Prozessabläufe, hohe Kosten, niedrige Ausbeuteraten und Einschränkungen bei der Folienfläche. Eine andere Herstellungstechnologie für Graphen, die Reduktion von Graphenoxid, nutzt einen Lösungsprozess und ermöglicht so eine großflächige kontinuierliche Herstellung zu geringeren Kosten. Aufgrund bestimmter Mängel und einer höheren Anzahl von Grenzen in Graphenschichten ist die Leistung jedoch etwas geringer.

Um die großtechnische und kommerzialisierte Produktion von transparenten leitfähigen Graphenfilmen zu erreichen, sind weitere technologische Innovationen und erhebliche Investitionen in Arbeitskräfte und Ressourcen erforderlich. Die von Dr. Zhilin geleitete Forschungsgruppe am National Center for Nanoscience and Technology hat umfangreiche Forschungen zur Herstellung transparenter leitfähiger Graphenfilme mithilfe der Reduktionsmethode von Graphenoxid durchgeführt. Die entwickelte Produktionstechnologie für transparente leitfähige Graphenfilme verfügt über einzigartige technische Vorteile im Vergleich zu ähnlichen internationalen Technologien. Durch die Anwendung der Stabbeschichtungstechnologie konnte erstmals eine großflächige, kontinuierliche und schnelle Beschichtung oxidierter Graphenfilme erreicht werden. Darüber hinaus wurden durch den ersten Einsatz der katalytischen Reduktionstechnologie bei Raumtemperatur erfolgreich Graphen-Verbundfilme hergestellt, wodurch die erste kontinuierliche Produktionslinie für transparente leitfähige Graphenfilme auf Silber-Silber-Basis entstand. Durch den Einsatz von transparenten leitfähigen Graphenfolien konnten die Kosten für intelligente Dimmfolienprodukte erheblich gesenkt und die Produktionseffizienz erheblich gesteigert werden. Dies ist von entscheidender Bedeutung für die schnelle und umfassende Förderung von Graphenfilmmaterialien in praktischen Anwendungen und die schnelle Anpassung an verschiedene Endprodukte und Märkte. Beijing Sheng Mei Hongye Technology Co., Ltd. hat eine enge Zusammenarbeit mit dem National Center for Nanoscience and Technology aufgebaut. Derzeit hat das Unternehmen groß angelegte, kostengünstige Produktionskapazitäten für transparente leitfähige Graphenfilme entwickelt, und die Leistung seiner Produkte hat im Vergleich zu ähnlichen Produkten ein fortgeschrittenes Niveau erreicht. Es wird erwartet, dass bis Ende 2014 ein Prototyp eines intelligenten Graphen-Dimmfilms auf den Markt gebracht wird, der die Lücke in relevanten Bereichen im In- und Ausland schließt.

Intelligenter Dimmfilm auf Basis transparenter leitfähiger Graphenfilme

Mit der rasanten Entwicklung der chinesischen Wirtschaft und Gesellschaft wurden in verschiedenen Bereichen bemerkenswerte Erfolge erzielt. Der damit einhergehende hohe Energieverbrauch und die Umweltverschmutzung sind jedoch zu erheblichen Faktoren geworden, die die nachhaltige Entwicklung der chinesischen Wirtschaft behindern. Im „Zwölften Fünfjahresplan“ schlug der Staatsrat eine energische Förderung der Energieeinsparung, der Emissionsreduzierung und der Entwicklung umweltfreundlicher Gebäude vor. Chinas Energieverbrauch pro Gebäudefläche ist mehr als dreimal so hoch wie in Industrieländern, wobei Fenster der wichtigste energieverbrauchende Bestandteil von Gebäuden sind. Um den Energieverbrauch von Gebäuden zu senken, besteht ein dringender Bedarf an einem intelligenten Fensterprodukt, das hochwirksam und praktisch ist und den Anforderungen der Energieeinsparung gerecht wird. Als Antwort auf diesen Trend entsteht die intelligente Dimmfolie.

Intelligenter Dimmfilm auf Basis transparenter leitfähiger Graphenfilme

Mit der rasanten Entwicklung der chinesischen Wirtschaft und Gesellschaft hat das Land in verschiedenen Bereichen beeindruckende Erfolge erzielt. Der damit einhergehende hohe Energieverbrauch und die Umweltverschmutzung sind jedoch zu erheblichen Faktoren geworden, die Chinas nachhaltige Wirtschaftsentwicklung einschränken. Im „Zwölften Fünfjahresplan“ betonte der Staatsrat die Bedeutung der Förderung von Energieeinsparungen, Emissionsreduzierungen und der Entwicklung umweltfreundlicher Gebäude. Chinas Energieverbrauch pro Gebäudefläche ist mehr als dreimal so hoch wie in den Industrieländern, wobei Fenster der wichtigste energieverbrauchende Bestandteil von Gebäuden sind. Um den Energieverbrauch von Gebäuden zu senken, besteht ein dringender Bedarf an einem intelligenten Fensterprodukt, das hochwirksam und praktisch ist und den Anforderungen der Energieeinsparung gerecht wird. Als Antwort auf diesen Trend entsteht die intelligente Dimmfolie.

1.Intelligente Dimmfolie als Schlüssellösung für die Energieeffizienz von Gebäuden

Chinas Gebäudeenergieverbrauch macht 35 % des Gesamtenergieverbrauchs aus, und Probleme wie verzögerte Maßnahmen zur Gebäudeenergieeffizienz, hoher Energieverbrauch und starke Umweltverschmutzung sind zu bedeutenden Problemen geworden, die Chinas nachhaltige Wirtschaftsentwicklung einschränken. Der Wärmeverlust der Außenwände chinesischer Gebäude ist drei- bis fünfmal so hoch wie bei ähnlichen Gebäuden in Nordamerika, wobei der Wärmeverlust der Fenster mehr als doppelt so hoch ist. Der gewerbliche Bereich der Türen nimmt 20 bis 30 % der Gebäudefläche ein, wobei Glas 70 bis 80 % der Türfläche ausmacht. Etwa 70 % des Energieverbrauchs von Gebäuden gehen durch Türen verloren, ein Drittel davon geht durch Glas verloren. Die Strahlungswärmeübertragung ist mit einem Anteil von über 60 % die primäre Form der Wärmeleitung.

Seit 2006 fördert die nationale Regierung aktiv die Energieeffizienz von Gebäuden und setzt eine Reihe politischer Maßnahmen um. Beispielsweise hat das Ministerium für Wohnungsbau und Stadt-Land-Entwicklung den „Green Building Evaluation Standard“ herausgegeben, der neue und bestehende Gebäude anhand von drei Noten (Sternen) bewertet. Es enthält Anforderungen an die Gestaltung von Wohngebäuden, um Sonnenlicht, Beleuchtung und Belüftung im Innen- und Außenbereich sicherzustellen und die im „Urban Residential Area Planning and Design Code“ (GB 50180) festgelegten Standards zu erfüllen. Im Januar 2013 legte der Staatsrat den „Aktionsplan für umweltfreundliches Bauen“ der Nationalen Entwicklungs- und Reformkommission und des Ministeriums für Wohnungsbau und Stadt-Land-Entwicklung vor. Es forderte die Umgestaltung städtischer und ländlicher Baumodelle, die Verbesserung der Ressourcennutzungseffizienz, die sinnvolle Verbesserung des Gebäudekomforts und der Lebensqualität sowie die umfassende Förderung umweltfreundlicher Baumaßnahmen durch Richtlinien, Vorschriften, institutionelle Mechanismen, Planung und Design, Standards, technische Förderung, Bau und Betrieb. und Branchenunterstützung. Auch das Ziel, Gebäudeenergieeffizienz bis 2020 umzusetzen, wurde klar definiert.

Im „Zwölften Fünfjahresplan für die Entwicklung der Industrie für neue Materialien“, der 2012 veröffentlicht wurde, wurde Graphen ausdrücklich als wichtiges neues Material aufgeführt. Der Plan zielte darauf ab, die Forschung und Anwendung von Nanomaterialien in der Energieeinsparung und anderen Bereichen voranzutreiben. China ist international führend in der Graphenforschung und verfügt weltweit über die höchste Anzahl entsprechender Patente, wodurch die Industrialisierung von Graphen weithin anerkannt wird. Chinas Graphenindustrie befindet sich noch in der Erkundungsphase und ermittelt die am besten geeigneten Formen für Graphenprodukte. Die intelligente Dimmfolie ist in diesem Zusammenhang ein neu entwickeltes Energiesparprodukt für Türen und Fenster. Die intelligente Dimmfolie ist ein neuartiges optoelektronisches Produkt, das Sonnenschutz und Wärmedämmung innerhalb und außerhalb von Türen und Fenstern integriert und einzigartige Lichtdurchlässigkeits- und Wärmedämmfunktionen bietet. Im Sommer passt es die Durchlässigkeit des Sonnenlichts dynamisch an, steuert das durchgelassene Licht und die Wärme effektiv und sorgt so für niedrigere Innentemperaturen. Im Winter stellt es die Durchlässigkeit von Licht und Wärme wieder her und verhindert so den Wärmeverlust in Innenräumen. Im Vergleich zu bestehenden Gebäudetüren und -fenstern erhöht sich der umfassende Energiespareffekt der intelligenten Dimmfolie um mehr als 30 %. Es kann den einzigen Mangel bestehender Filme mit niedrigem Emissionsgrad effektiv überwinden, die nur die Wärmestrahlung reduzieren können, aber keine Lichtrückgewinnungsfunktionen haben. Die intelligente Dimmfolie kann auch die Glasfarbe und den Farbton entsprechend den Bedürfnissen des Benutzers ändern und so den Komfort von Wohn- oder Arbeitsräumen erhöhen. In Kombination mit Sensoren kann die intelligente Dimmfolie eine automatische Anpassung erreichen und so den Benutzern ein optimales Erlebnis und energiesparende Effekte bieten.

2.Transparente leitfähige Graphenfolien als ideales Material für intelligente Dimmfolien

Derzeit wird für die transparente leitfähige Elektrode in intelligenten Dimmfolienprodukten hauptsächlich Indiumzinnoxid (ITO) verwendet, das für seine gute Transparenz, seinen geringen Oberflächenwiderstand und seine ausgereifte Verarbeitungstechnologie bekannt ist. Allerdings ist ITO nicht biegefest und neigt bei Produktion, Transport und Gebrauch zum Bruch, was zu Ausschuss führt. Darüber hinaus sind Indiumressourcen knapp und verstreut, was den Abbau und das Recycling erschwert. Da die Ressourcen immer knapper werden, werden die Kosten für Indium weiter steigen. Aus diesen Gründen wird ständig nach Alternativen zu ITO gesucht. Zu den potenziellen Materialien gehören derzeit Silbernanodrähte, Metallgitter, Kohlenstoffnanoröhren und Graphen. Graphen, ein neuartiges zweidimensionales Material auf Kohlenstoffbasis, verfügt über ultradünne, superflexible und hohe spezifische Oberflächeneigenschaften. Mit einer einzigen Atomschichtdicke und zweidimensionalen Eigenschaften, gepaart mit der hervorragenden Elektronentransportleistung und Breitbandtransparenz von Graphen, verfügen Graphenfilme über intrinsische transparente leitfähige Eigenschaften, was sie zu einem idealen Material für transparente leitfähige Filme macht. Im Vergleich zu herkömmlichen transparenten leitfähigen Materialien auf ITO-Basis bietet Graphen den Vorteil der Flexibilität, wodurch es einfach auf flexiblen Substraten wie PET aufgetragen werden kann und so das Anwendungsspektrum der Produkte erweitert. Flexible Materialien eignen sich für die Integration in Rolle-zu-Rolle-Prozesse, ermöglichen eine vollkontinuierliche Produktion und senken die Verarbeitungskosten. Darüber hinaus sind die Rohstoffkosten für Graphen selbst niedriger, was einen erheblichen Kostenvorteil bietet. Daher ist der internationale Fokus auf die Forschung und Entwicklung transparenter leitfähiger Graphenfilme eines der Hauptinteressengebiete.

3.Eigenschaften und Anwendungen der intelligenten Dimmfolie

Die intelligente Dimmfolie findet weitverbreitete Anwendung in der modernen Architektur, darunter Glaswände, Fensterglas, Innentrennwände, verschiedene Fahrzeuge und Seitenfenster von Raumfahrzeugen. In China werden jährlich 2 Milliarden Quadratmeter neu gebaut, wobei die Bestandsgebäude eine Gesamtfläche von 40 Milliarden Quadratmetern haben, von denen über 80 % Hochverbrauchsgebäude sind. Gebäudeaußenfenster und transparente Glaswände sind die aktivsten Bereiche für Wärmeleitung, Wärmediffusion und Wärmeverlust in der peripheren Struktur.

Die intelligente Verdunkelungsfolie kann als Sandwich- oder Aufsatzfolie für den Schrägglasbau eingesetzt werden. Durch die Anpassung des einfallenden Lichts und die Blockierung der Wärmeenergie bietet es eine Lösung zur Kontrolle des Wärmeein- und -austritts durch Fenster. Die Farbe kann je nach Bedarf automatisch geändert werden, wodurch Innenjalousien oder Außensonnenschutz zur Beschattung oder Wärmeisolierung überflüssig werden. Es integriert Innen- und Außenlicht nahtlos, kontrolliert Blendung und Hitze und reduziert gleichzeitig effektiv den Energieverbrauch. Laut Nanomarkets, einer maßgeblichen Organisation, wird der Markt für intelligente Fensterprodukte, einschließlich intelligenter Dimmfolien, bis 2018 voraussichtlich 40 Milliarden US-Dollar erreichen.

Nach Schätzungen des US-Energieministeriums können elektrochrome Beschattungssysteme mindestens 20 % der Betriebskosten einsparen, den Spitzenstrombedarf um 24 % reduzieren, die Belastung von HVAC-Systemen um 25 % senken und die Beleuchtungskosten um 60 % senken. Dies trägt dazu bei, die Baukosten sowohl im Hinblick auf den Strombedarf als auch auf die Ausrüstungsinvestitionen zu senken. Ein von der California Energy Commission finanziertes und vom Lawrence Berkeley National Laboratory durchgeführtes Projekt wies darauf hin, dass steuerbare elektrochrome Fenster (EC-Fenster) die Intensität des einfallenden Lichts, die Blendung und die Wärmeübertragung anpassen und gleichzeitig die Sicht aufrechterhalten können. Dadurch werden der Energieverbrauch und der Spitzenstrombedarf für Kühlung, Heizung und Beleuchtung effektiv reduziert. Die Forschung, die Simulationsrechnungen, Labortests und einen zweieinhalbjährigen Vor-Ort-Test in einem großen Bürogebäude umfasste, untersuchte die Leistung großflächiger EC-Fensterprototypen in realen kommerziellen Umgebungen. Dabei wurden Aspekte wie Lichtdurchlässigkeitsbereich, Farbgleichmäßigkeit, Farbwechselgeschwindigkeit und Regelgenauigkeit behandelt. Darüber hinaus wurden intelligente Fenster mit Lichtsteuerungssystemen integriert, wodurch Effizienz und Benutzerkomfort durch Sensoren und Algorithmen optimiert wurden. Durch intelligente Design- und Steuerungsmethoden wurde das intelligente Fenster zu einem integralen Bestandteil des Gebäudesteuerungssystems und stellte eine Komplettlösung dar. Die Ergebnisse zeigten, dass die Spitzenkühllast des elektrochromen Fensters um 19 % bis 25 % sank und der Eigenverbrauch für die Beleuchtung um 48 % bis 70 % sank. Elektrochrome Fenster tragen auch zu besseren subjektiven Erfahrungen des Benutzers bei, einschließlich reduzierter Blendung, geringerer Reflexionen auf dem Computerbildschirm, reduzierter Fensterhelligkeit und verbesserter Sicht. Durch den verbesserten Mitarbeiterkomfort sind die Mitarbeiter tendenziell engagierter, was zu einer höheren Arbeitseffizienz führt.

Der Einsatz intelligenter Dimmprodukte im Transportsektor hat an Bedeutung gewonnen. Im Jahr 2008 installierte Ferrari beim Flaggschiffmodell 612 Scaglietti elektronisch gesteuerte, verdunkelnde Panoramafenster. Diese Fenster aus elektrochromem Glas erstrecken sich über den gesamten oberen Teil der Kabine und ermöglichen es den Passagieren, die Intensität des einfallenden Lichts per Knopfdruck anzupassen. Am 15. Dezember 2009 absolvierte der mit intelligenten Verdunkelungsfenstern ausgestattete Boeing 787 Dreamliner erfolgreich seinen Erstflug. Durch die automatische Anpassung der Helligkeit der Fenster können Passagiere ein komfortableres Reiseerlebnis genießen, und die Steuerungswirkung auf Licht- und Wärmeübertragung trägt zur Energieeinsparung bei. Auch Rückspiegel mit Blendschutzfunktion mittels intelligenter Abblendfolie sind in Kraftfahrzeugen weit verbreitet. Wenn nachfolgende Fahrzeuge Fernlicht verwenden, reduziert der entspiegelte Rückspiegel automatisch die Lichtreflexion, wodurch Blendungen für den Fahrer vermieden und die Fahrsicherheit gewährleistet werden.

Dimmfolien auf Basis der Polymer-Dispersion-Liquid-Crystal-Technologie (PDLC) haben die Eigenschaft, im ausgeschalteten Zustand neblig (undurchsichtig) zu erscheinen und im eingeschalteten Zustand transparent zu werden. Durch diese Doppelbeschaffenheit kann Dimmglas sowohl als normales Glas als auch als elektronisch gesteuerter Vorhang fungieren. Im Nullzustand kann es die Privatsphäre wirksam schützen und private Räume isolieren. Im transparenten Zustand bleibt eine klare Sicht gewährleistet, sodass es häufig an Orten wie Besprechungsräumen, Kontrollräumen und Hotels eingesetzt wird, die Privatsphäre erfordern. Im Nullzustand kann die Flüssigkristall-Dimmfolie auch als Projektionsfläche verwendet werden und bildet in Kombination mit der Touch-Funktionalität ein Verbundprodukt, das vor allem in Einkaufszentren zur Produktpräsentation eingesetzt wird.

4. Funktionsprinzip der intelligenten Dimmfolie

Intelligente Dimmfolien können aufgrund ihrer Funktionsprinzipien hauptsächlich in elektrochrome und polymerdisperse Flüssigkristalltypen eingeteilt werden.

• Elektrochromer Typ: Dieser Typ nutzt den elektrochromen Effekt, der den Übergang zwischen dem farbigen und transparenten Zustand elektrochromer Materialien beinhaltet, wenn Ionen und Elektronen injiziert oder entzogen werden. Elektrochrome Geräte bestehen hauptsächlich aus transparenten Elektrodenschichten, elektrochromen Schichten, Gegenelektrodenschichten und ionenleitenden Schichten. Zu den derzeit kommerzialisierten elektrochromen Materialien gehören anorganische Materialien wie Wolframoxid und Nickeloxid sowie organische Materialien wie Polyanilin und seine Derivate, Polypyrrol und seine Derivate, Polythiophen und seine Derivate, Phthalocyaninderivate, Tetrathiafulvalen und Metallophthalocyaninverbindungen.

• Polymerdispergierter Flüssigkristalltyp (PDLC): Dieser Typ nutzt eine polymerdispergierte Flüssigkristallschicht als Funktionsschicht. Flüssigkristalltröpfchen werden gleichmäßig in einer Polymermatrix verteilt. Wenn kein elektrisches Feld angelegt wird, sind die Flüssigkristallmoleküle zufällig ausgerichtet, was dazu führt, dass einfallendes Licht gestreut wird, was zu einem nebligen Zustand führt. Wenn ein elektrisches Feld angelegt wird, richten sich die Flüssigkristallmoleküle gleichmäßig entlang der Richtung des elektrischen Feldes aus. Da der Brechungsindex von Flüssigkristallen nahezu dem des Polymers entspricht, kann Licht ungehindert durch die Folie dringen, wodurch die Folie transparent wird. Diese Art von Folie verfügt über die doppelten Eigenschaften von normalem Glas und elektronisch gesteuerten Vorhängen und bietet im undurchsichtigen Zustand einen wirksamen Schutz der Privatsphäre und im transparenten Zustand klare Sicht.

• Trends in der Entwicklung intelligenter Dimmfolien

• Damit intelligente Dimmfolien erhebliche Energieeinsparungen erzielen und den Sehkomfort verbessern, ist ein genaues Steuerungssystem von entscheidender Bedeutung. Angeschlossene Sensoren und zwischengeschaltete Controller regeln die Lichtdurchlässigkeit der Dimmfolie abhängig von den äußeren Lichtverhältnissen. Dadurch wird sichergestellt, dass übermäßiges Sonnenlicht blockiert wird, um den Kühlenergieverbrauch zu senken und gleichzeitig den Anforderungen an den visuellen Komfort gerecht zu werden. Gleichzeitig wird versucht, Sonnenlicht einzuführen, um den Energieverbrauch der Beleuchtung zu minimieren und so eine optimale Energieeffizienz und ein optimales Benutzererlebnis zu erreichen. Im Jahr 2006 verfügten die ersten kommerziell erhältlichen Versionen intelligenter Dimmfolien über relativ einfache Funktionen, beschränkten sich auf die Ein-/Aus-Steuerung und waren kostspielig. Erst mit der Ausweitung der Produktionsmaßstäbe sanken die Kosten deutlich. Derzeit liegt der Wert intelligenter Dimmfolienprodukte nicht nur in der Reduzierung des Energieaufwands, sondern auch im Lastmanagement und Benutzerkomfort, entscheidenden Faktoren für die Gewinnung früher Verbraucher.

  Die zukünftige Entwicklungsrichtung intelligenter Dimmfolien beinhaltet verbesserte Leistung und geringere Kosten. Dazu gehört der Bedarf an präzisen Steuerungen, schnelleren Umwandlungsgeschwindigkeiten der Lichtübertragung, der Vermeidung von Verfärbungen in undurchsichtigen Zuständen, der Erweiterung des Dimmbereichs, der Reduzierung der Produktionskosten und der Entwicklung universellerer und zuverlässigerer Lichtsteuerungsalgorithmen zur Anpassung an verschiedene Benutzer, Klimazonen und HVAC-Systeme. Die Etablierung von Produktbewertungssystemen und Industriestandards sowie die Entwicklung von Designtools sind von entscheidender Bedeutung. Durch die Personalisierung wird sich der Anwendungsbereich dieser Produkte erheblich erweitern, indem sie verschiedene Oberflächenformen ansprechen und sogar tragbare Anwendungen, wie z. B. farbverändernde Tarnkleidung, einbeziehen. Intelligente Dimmfolien mit ihren bedarfsgesteuerten Anpassungsmöglichkeiten der Lichtdurchlässigkeit können energieeffiziente, komfortable und personalisierte Arbeits- und Wohnumgebungen schaffen. Es ist eine notwendige Komponente für umweltfreundliche, intelligente Gebäude und moderne High-Tech-Transportmittel. Strenge Verarbeitungsbedingungen und hohe Produktionskosten schränken jedoch die breite Anwendung ein. Durch die Einführung transparenter leitfähiger Graphenfolien als Ersatz für herkömmliche ITO-Materialien in intelligenten Dimmfolienprodukten werden die Eigenschaften von Graphen – hohe Lichtdurchlässigkeit, hohe Leitfähigkeit und Flexibilität – voll ausgenutzt. Dadurch wird nicht nur die Produktleistung aufrechterhalten, sondern auch die Kosten gesenkt, was der breiten Anwendung solcher Produkte Impulse verleiht.

  China nimmt eine internationale Führungsposition in der Graphenforschung ein und die Graphitressourcen sind reichlich vorhanden. Die Umwandlung dieses bemerkenswerten Materials Graphen in einen industriellen Vorteil ist zu einem entscheidenden Thema geworden, das die gesamte Industrie für neue Materialien beeinflusst. Unter Berücksichtigung von Faktoren wie der Produktform, dem aktuellen Entwicklungsstand von Graphen und den Markterwartungen stellt eine intelligente Dimmfolie unter den aktuellen Leistungsbedingungen einen hervorragenden Anwendungspunkt für Graphen dar. Die Entwicklung dieser Branche wird die Forschung, Produktion und Anwendung von Graphen erheblich vorantreiben, einen treibenden Effekt auf die gesamte Industriekette haben und der Öffentlichkeit von dem wundersamen Material Graphen zugute kommen.