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可调节冷暖智能玻璃问世

2007-04-01 05:33 泉水 发现(Discover)杂志 阅读 0
核心摘要: 英国伦敦大学科学家发明了一种智能玻璃,利用二氧化钒与钨的混合物实现温度自动调控。这种玻璃在低温时吸收红外线增温,高温时反射红外线降温,无需外部电源。二氧化钒的相变特性通过钨掺杂调节至室温附近,实现被动调控。研究预计5年后可上市,成本仅比普通玻璃高20%,对建筑节能具有重要价值。

据美国《发现》杂志报道,英国伦敦大学的科学家近日发明出一种被称为“智能玻璃”的新型材料。这种玻璃无需空调即可实现室内温度的自动调节:天冷时吸收红外线为室内增温,天热时反射红外线使室内降温。其核心在于玻璃表面涂覆的超薄层物质——二氧化钒(VO₂)与钨(W)的混合物。

二氧化钒是一种典型的相变材料,在约68°C附近发生从低温绝缘态到高温金属态的可逆转变。这一相变过程中,其红外光学特性发生剧变:低温时对红外线有较强吸收,高温时则强烈反射红外线。科学家在二氧化钒中掺入质量分数约2%的钨,可将相变温度精确调节至接近室温的舒适区间(例如25°C左右),从而实现在日常环境温度阈值处自动切换吸热/反射功能。这种智能调控完全被动、无需外部供电,具有显著的节能潜力。

研究人员指出,该技术并非简单的涂层,还需解决大面积制备、耐久性和可见光透过率等工程问题。目前团队正通过多层膜结构和新型沉积工艺优化性能,预计5年内有望实现商业化。据估算,其生产成本仅比现有普通玻璃高出20%,性价比突出。未来的应用场景包括建筑节能玻璃、汽车天窗、温室大棚等,有望大幅降低建筑供暖与制冷能耗。

该研究受到了能源与材料科学界的广泛关注,为建筑节能提供了全新的“无源”方案。

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