苏州市科学技术局,智能窗户能快速

试想一下,客厅的普通玻璃窗户摇身一变或可成为巨型温控器或是大屏电视。加拿大不列颠哥伦比亚大学的一项研究正在将这种设想变为现实。
不列颠哥伦比亚大学奥卡纳根分校研究人员发现,在一小片玻璃上喷涂一层超薄的银金属可增强玻璃的光透量。由于金属具有传导电流的特性,新玻璃未来或可增添各种新功能,如用作电视或电脑的显示屏、温控器等。
领导该项研究的UBCO工程系副教授周肯尼表示,工程人员一直在扩展可用于显示技术的材料范围,但要找到能导电的薄层廉价透明组件的工作量是非常巨大的。新研究的最重要影响之一是可将电子功能集成到窗户中,使窗户变得智能化。
周肯尼称,这是一项违反直觉的发现。此前,人们已知将玻璃放置在金属上可使金属更透明,但从未有人尝试将金属放在玻璃上使玻璃更透明。此次研究证实,在玻璃上喷涂金属,可令玻璃更通透,且还有吸光和吸热功能。
研究人员表示,下一步将把新发现运用到窗户中,使窗户可根据季节和昼夜变化选择性地过滤光和热。

智能窗户能快速“变脸”

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目前市面上的动态窗户成本较高。图片来源:greenbuildingadvisor.com

近日,美国斯坦福大学的工程师开发出一种动态窗户,它能在1分钟内从透明变为不透明,或再变回去,并且不会随着时间的流失退化。该窗户使用了含有金属离子的导电玻璃板。在电流的控制下,这些粒子能分散在玻璃表面,遮蔽光亮。相关论文8月9日刊登于细胞出版集团的新期刊Joule上。该期刊主要聚焦于节能研究和绿色技术。据悉,该研究组也已经申请了相关专利。

智能窗户能降低供热和制冷成本,或充当百叶窗。但目前的智能玻璃主要由航空公司使用,主要材料是二氧化钨,但这些材料十分昂贵,变化需要的时间较长,而且会随着时间的推移不透明程度降低。

“我们想出了一个完全不同的解决方案。”该论文高级作者、斯坦福大学材料与工程学教授Michael
McGehee说。McGehee团队研发的新玻璃能通过溶液中的铜和其他金属的运动遮挡光线。当其处于透明状态时,玻璃允许周围80%的自然光进入,当变暗时,光线射入率低于5%。研究人员不断切换玻璃的透明状态5500次后,并未发现其透光性有变化。这表明该产品是耐用的。

但在将新玻璃按比例增大前仍需进一步研究。研究人员表示,目前该技术在能覆盖多少面积上还有限制,研究中的玻璃原型的面积为25平方厘米。但该团队已经找到解决该问题的方法。

此外,研究人员还希望改善金属电极,以便降低产品成本,使其成本约为目前市面上的动态玻璃的一半。

“我们兴奋的是,动态玻璃能优化室内或交通工具的光亮,节省20%的制冷供热成本,甚至改变人们佩戴太阳镜的方式,这是一个重要领域,有无数机遇激励我们前进。”McGehee说。

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