透明气凝胶让双层玻璃更节能！
透明气凝胶让双层玻璃更节能！
美国科罗拉多大学研究团队开发出一项突破性技术，通过在双层玻璃中添加透明气凝胶，显著提升窗户的保温隔热性能。这种新材料不仅能让窗户的保温效果媲美墙体，还能保持高达99%的透光率，为建筑节能开辟了新途径。
什么是透明气凝胶？
气凝胶是一种内部网络结构充满气体、外表呈固体状密度极低的多孔材料，是目前已知最轻的固体材料。它具有极低的导热系数，可达到0.013-0.016W/(m·K)，比静态空气的热导系数还要低，是迄今为止保温性能最好的材料。
透明气凝胶的制备过程十分精细。研究人员首先将从木材中提取的纤维素纳米纤维浸泡在水中，然后将其浸泡在乙醇溶液中。当溶液饱和后，纳米纤维会在加压烤箱中加热，这一过程会迫使乙醇被空气取代。最后，为了防止玻璃片之间凝结，研究人员还会为透明的纳米纤维涂上防水材料。
创新技术突破
在传统的双层玻璃结构中，两片玻璃之间填充的是空气或惰性气体，虽然能提供一定的保温效果，但仍然不如墙体。而科罗拉多大学研究团队的创新之处在于，他们使用透明气凝胶替代了传统的填充物。
测试结果显示，填充了2.5厘米厚透明气凝胶的双层玻璃，其保温隔热效果已经达到了与普通保温墙相同的水平。而且，这种气凝胶的可见光透过率高达97%-99%，超越了玻璃本身，同时起雾系数不到1%，保持了极高的透明度。
巨大的节能潜力
建筑能耗一直是全球能源消耗的重要组成部分。据统计，2021年全国建筑运行阶段能耗为11.5亿吨标准煤，占全国能源消费总量的21.9%。其中，门窗的热损失占建筑总热损失的40%以上。
专家估算，如果将当前既有建筑门窗全部替换成节能标准下的节能门窗，将减少约1.2亿吨标准煤的能源消耗，相当于当年建筑运行能耗总量的12%。而透明气凝胶的出现，有望进一步提升节能效果，降低建筑能耗。
商业化前景与挑战
尽管透明气凝胶展现出巨大的应用潜力，但目前该技术仍处于研发阶段，尚未实现商业化应用。主要面临的挑战包括生产难度大、成本高等问题。此外，如何在保证透明度的同时提升材料的强度，也是需要解决的技术难题。
不过，研究团队对这项技术的未来充满信心。他们认为，随着技术进步和规模化生产，生产成本有望降低，高质量产品的市场占比将进一步提升。未来，透明气凝胶不仅在建筑节能领域大有可为，还可能在航空航天、电子设备等多个领域得到广泛应用。
这项创新技术的出现，为建筑节能提供了新的解决方案。虽然目前仍面临一些挑战，但其卓越的性能和巨大的节能潜力，使其成为未来绿色建筑领域最具前景的材料之一。