智能材料在几分钟内在加热和冷却之间切换

北卡罗来纳州达勒姆——任何在炎热的夏天把车停在阳光下的人都知道，玻璃窗让阳光进来非常好，但让热量出去却很糟糕。

现在，杜克大学的工程师已经开发出类似窗户的智能技术，通过轻按开关，可以在从阳光中收集热量和让物体冷却之间交替。这种方法可能是 HVAC 节能的福音，仅在美国就有可能将能源使用量减少近 20%。

电致变色技术——通电时会改变颜色或不透明度的材料——在 10 月 14 日发表在美国化学学会能源快报杂志上的一篇论文中有详细介绍。

“我们已经展示了第一个可以在太阳能加热和辐射冷却之间切换的电致变色装置，”杜克大学机械工程和材料科学助理教授 Po-Chun Hsu 说。“我们的电致变色调谐方法没有任何移动部件，并且可以连续调谐。”

由电致变色玻璃制成的智能窗户是一种相对较新的技术，它使用电致变色反应将玻璃从透明变为不透明，然后在眨眼间又变回原来的状态。虽然有许多方法可以产生这种现象，但它们都涉及将电响应材料夹在两层薄电极之间并在它们之间传递电流。虽然这个技巧对于可见光来说很难实现，但当还必须考虑中红外光(辐射热)时，它变得更加困难。

在论文中，Hsu 和他的研究生 Chenxi Sui 展示了一种薄型设备，该设备可与两种光谱相互作用，同时在被动加热和冷却模式之间切换。在加热模式下，设备会变暗以吸收阳光并阻止中红外光逸出。在冷却模式下，变暗的窗户状层被清除，同时露出一面镜子，可以反射阳光并允许设备后面的中红外光消散。

由于镜子永远不会对可见光透明，因此该设备不会取代家庭或办公室的窗户，但可以用于其他建筑表面。

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