新加坡南大科学家发明自适应供暖和制冷需求的节能玻璃

由 NTU 研究人员开发并在顶级科学期刊《科学》上报道，这种首创的玻璃通过在加热和冷却之间切换来自动响应不断变化的温度。

自适应玻璃是使用二氧化钒纳米粒子复合材料、聚甲基丙烯酸甲酯 (PMMA) 和低辐射涂层开发的，形成独特的结构，可以同时调节加热和冷却。

新开发的玻璃没有电子元件，通过利用负责加热和冷却的光谱来工作。

在夏季，玻璃会抑制太阳加热(近红外光)，同时促进辐射冷却(长波红外线)——热量通过表面向寒冷的宇宙发射的一种自然现象——以冷却房间。在冬天，它会相反地加热房间。

在使用红外摄像机进行可视化结果的实验​​室测试中，玻璃允许在各种条件下(室温 - 70°C 以上)发出受控量的热量，证明其能够对不断变化的天气条件做出动态反应。

新玻璃可调节加热和冷却

窗户是建筑物设计中的关键部件之一，但也是最节能、最复杂的部分。根据美国能源部提供的数据估计，仅在美国，建筑物中与窗户相关的能源消耗(加热和冷却)每年约占其主要能源使用总量的 4%。[1]

虽然其他地方的科学家已经开发出可持续的创新来缓解这种能源需求——例如使用低辐射涂层来防止热传递和电致变色玻璃通过着色来调节太阳能传输进入房间——但没有一种解决方案能够同时调节加热和同时冷却，直到现在。

该研究的首席研究员、南洋理工大学材料科学与工程学院(MSE)的龙毅博士说：“当今大多数节能窗户都解决了可见光和近红外太阳光引起的太阳能热增益部分。然而，研究人员经常忽视长波长红外线中的辐射冷却。虽然专注于辐射冷却的创新已用于墙壁和屋顶，但这种功能在冬季变得不受欢迎。我们的团队首次展示了一种可以对两种波长做出良好响应的玻璃，这意味着它可以不断自我调整以应对所有季节的温度变化。”

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