科學家用智能材料制成車窗 可在收集熱量和物體冷卻之間切換

在大夏天將汽車停在陽光下的人都知道，一坐進車里就好似進入了烤箱。這是因為玻璃窗在讓陽光射入時表現非常好，但讓熱量散發出去時卻讓人想跺腳。

現在，杜克大學的工程師們開發出了類似于智能窗的技術，只要按一下開關，就能在收集陽光熱量和讓物體冷卻之間切換。這種方法可減少暖通空調消耗的能源，僅在美國就有可能減少近20%的能源使用。

10月14日發表在《美國化學會能源通訊》雜志上的一篇論文詳細介紹了電致變色技術——當電流作用時，材料會改變顏色或透明度。

杜克大學機械工程和材料科學助理教授Po-Chun Hsu說：“我們展示了第一個可以在太陽能加熱和輻射冷卻之間切換的電致變色裝置。我們的電致變色調諧方法沒有任何移動部件，而且可以連續調諧。”

由電致變色玻璃制成的智能窗是一種相對較新的技術，它利用電致變色反應將玻璃從透明變為不透明，并在一眨眼的時間內恢復。雖然有許多方法可創造這種現象，但它們都需要將一種電反應材料夾在兩層薄薄的電極之間，并在它們之間傳遞電流。這一技術對于可見光來說很難實現，在考慮到中紅外光(輻射熱)時就更加困難了。

在這篇論文中，科學家展示了一個薄薄的裝置，它能與兩種光譜的光互動，同時在被動加熱和冷卻模式之間切換。在加熱模式下，該裝置變暗以吸收太陽光并阻止中紅外光的泄漏。在冷卻模式下，變暗的窗狀層被清除，同時露出一面反射陽光的鏡子，讓來自裝置后面的中紅外光消散。

由于鏡子對可見光不透明，該裝置不會取代家庭或辦公室的窗戶，但它可能被用于其他建筑表面。

該研究論文題為"Ultra-Wideband Transparent Conductive Electrode for Electrochromic Synergistic Solar and Radiative Heat Management"，已發表在ACS Energy Letters期刊上。主要作者為Yunfei Rao。