中国科学家研发智能窗：可智能调节光线与热量，最高降温14℃

中国科学家研发智能窗：可智能调节光线与热量，最高降温14℃

引用

澎湃

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随着全球气候变暖的加剧，节能减排已成为全球关注的重要议题。在建筑领域，窗户作为热量交换的重要通道，其节能性能的提升具有重要意义。近日，中国科学家在《自然·可持续性》杂志上发表了一项重要研究成果，宣布成功研制出一种新型电致变色智能窗，该技术有望为建筑节能带来革命性突破。

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智能窗的工作原理

太阳光可以分为可见光、紫外光、红外光等多种波长范围的辐射。其中，红外光部分约占太阳辐射能量的一半，是影响室内温度的主要因素。研究团队开发的电致变色窗，能够根据室内外环境变化，智能调节对不同波段光线的透过率和反射率。

研究成果发表于《自然可持续性》杂志（图片来源：《自然可持续性》杂志）

这种智能窗采用双层结构设计：室内侧使用低辐射率的ITO/聚乙烯基板，可以有效反射外部热辐射；室外侧则采用高辐射率的石英基板，能够将室内热量高效发射到外界环境中。窗内还含有锂离子（Li⁺）和氧化钒/氧化钨（VO2/WO3）材料，通过施加不同电压，实现对光线透过率的智能调节。

智能窗设计原理图（a.智能窗设计概念；b.装置原理图；c. 加热后检测样品表面温度实验图；d. 加热后不同材料表面温度实验图；e.器件在明亮加热、明亮冷却和黑暗状态下的透射光谱和内外面的中红外发射率）（图片来源：《自然可持续性》杂志）

实际应用效果

研究团队在中国三亚进行了户外实验测试。结果显示，与传统窗户相比，新型电致变色窗可实现全天持续冷却，最高温度降幅可达14℃。

户外节能性能测试（a. 在中国三亚一所房子的阳台上进行的测量装置；b.环境温度和实时太阳辐照度；c.环境与实验窗之间的温度差）（图片来源：《自然可持续性》杂志）

其他节能减排建筑材料

除了智能窗，近年来还涌现出多种新型节能减排建筑材料：

1. 硅酸盐复合绝热砂浆：以海泡石、硅酸铝纤维为主原料，具有保温隔热性能好、施工简便等特点。
2. 水泥聚苯板：由聚苯乙烯泡沫塑料制成，具有质轻、导热系数小、保温隔热性能好等优点。
3. “变色龙”建材：内部含有可在固体液体两种构象间自由转换的层，通过改变红外热辐射的发射率来调节温度。

随着科技的进步和环保意识的提高，节能减排建筑材料将迎来更广阔的发展前景。我们期待更多创新材料和技术涌现，为建筑行业带来更多可能性。

本文原文来自科普中国