科技日?qǐng)?bào)北京7月23日電 (記者劉園園)德克薩斯大學(xué)奧斯汀分校的研究人員又朝智能窗戶邁進(jìn)了一大步。他們研發(fā)出一種新的工程材料，可以讓窗戶透光的同時(shí)不傳送熱量，或者讓窗戶傳送熱量的同時(shí)遮擋光線。

    這種材料可以讓居住者更加精確地控制通過窗戶的能量和光照，因此能夠大大降低建筑內(nèi)部制冷或制熱的成本。據(jù)物理學(xué)家組織網(wǎng)7月23日(北京時(shí)間)報(bào)道，2013年該校化學(xué)工程教授迪莉婭•米麗蓉的團(tuán)隊(duì)率先在世界范圍內(nèi)研發(fā)雙頻段電致變色材料，這種材料具有顯著的光學(xué)特征，它可以選擇性地控制可見光和產(chǎn)生熱量的近紅外光。近日，該團(tuán)隊(duì)在電致變色材料上取得兩項(xiàng)重大突破，一種是高選擇性的制冷模式，一種是高選擇性的制熱模式，這在幾年前都被認(rèn)為是不可能的。兩項(xiàng)成果分別發(fā)表在《納米快報(bào)》和《美國(guó)化學(xué)學(xué)會(huì)雜志》上。

    米麗蓉的團(tuán)隊(duì)使用一種納米復(fù)合材料實(shí)現(xiàn)了制冷模式，它可以遮擋90%的近紅外光并允許80%的可見光通過，這可以在不影響建筑內(nèi)部采光的前提下顯著減少夏季制冷的能耗。另一方面，該團(tuán)隊(duì)用概念驗(yàn)證的方法證明，可以使用含有二氧化鈦納米晶體的涂層實(shí)現(xiàn)材料的制熱模式。在這種模式中，可見光被遮擋，而近紅外光則可以通過。這種設(shè)計(jì)在晴朗的冬季會(huì)非常有用，因?yàn)樵谶@種模式下居住者可以讓盡量多的近紅外光透過窗戶以傳遞熱量，而減少陽光的刺眼程度。

    兩種模式均需要借助微弱的電壓實(shí)現(xiàn)，但由于所使用的電壓不同，所以這種材料可以選擇性地遮擋可見光或者紅外光，以實(shí)現(xiàn)制冷或制熱。為了優(yōu)化電致變色材料的性能，他們將這種納米復(fù)合材料設(shè)計(jì)成多氣孔的網(wǎng)狀，這種結(jié)構(gòu)為電子和離子的流動(dòng)提供了通道，因此使制冷和制熱模式的轉(zhuǎn)換速度顯著提升：只需要幾分鐘就可以完成模式切換，而之前的材料需要幾個(gè)小時(shí)才能實(shí)現(xiàn)。

    “這兩項(xiàng)進(jìn)展說明對(duì)光照進(jìn)行復(fù)雜的動(dòng)態(tài)控制是有可能的，我相信我們精心研制的納米復(fù)合材料可以達(dá)到商業(yè)化智能窗戶對(duì)性能和成本的要求?！泵惾卣f。

    總編輯圈點(diǎn)

    想在窗戶上體現(xiàn)出節(jié)能環(huán)保的態(tài)度，長(zhǎng)久以來我們一直靠窗簾。其實(shí)早在上個(gè)世紀(jì)八十年代，科學(xué)家已提出將電致變色材料應(yīng)用于采光系統(tǒng)中，也就是能動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)太陽輻射透過率的智能窗?，F(xiàn)在，夢(mèng)幻客機(jī)波音787的窗戶已使用了電致變色智能調(diào)光玻璃。而應(yīng)用于建筑上的話，人們可以在冬季和夏季分別最大程度地抑制近紅外線的輻射和使近紅外線透射，從而大幅降低空調(diào)和采暖費(fèi)用。