麻省理工学院的研究人员开发了一种可用于玻璃窗的透明薄膜,它能隔绝约70%的太阳热量。
为了应对夏季高温,办公大楼和住宅楼的用户往往会选择调低空调温度,这导致电力花销飙升。据估计,美国空调的耗电量约占其全部电量的6%,每年的成本约为290亿美元——而随着全球温度和节温器价格的持续升高,开空调的成本还会继续增加。
《焦耳》杂志近日报道,美国麻省理工学院(MIT)和香港大学(HKU)的工程师们开发了一种可以用于建筑物玻璃窗的隔热膜。加装了隔热膜的玻璃窗,可以反射70%左右的太阳热量。研究人员解释说,这种薄膜在32摄氏度以下能保持高度透明状态,当温度超过32摄氏度,薄膜内部微粒会自主收缩,从而隔绝热量。他们预计,如果采用隔热薄膜覆盖每一扇外部玻璃窗,那么建筑的空调成本或降低10%。
这种薄膜的外观与普通塑料薄膜很相似,它的隔热性能源于其内部微粒——微粒由相变材料制成,可在高于华氏85度的条件下产生收缩。当微粒收缩时,透明薄膜转而呈现出磨砂外观。因此,当酷暑来临时,薄膜既可以被动冷却建筑,还能保证室内有充足的光线。MIT机械工程教授尼古拉斯?方(Nicholas Fang)表示,与现有的智能窗户技术相比,他们开发的薄膜材料提供了一种更经济、更节能的选择。他解释说:“目前,市面上的智能窗户还存在很多缺陷,如隔热效率低、能耗高,而部分电致变色窗户的用户体验更难以让人满意,用户为窗户花费了额外的钱,却让自己家里的光线条件变得很糟糕。”
方的团队对相变材料的光散射特性有较深入的研究。他试图了解这种光学材料是否可以用于建筑物窗户,以被动反射太阳的大部分热量。最终,他们选择了一种特殊的聚合物微粒。为了增强微粒的隔热性能,方等还对聚合物的分子链进行了改进,使微粒受热收缩时的直径扩大到约500纳米(太阳光红外光谱区)。
未来,研究小组计划对该薄膜进行更多测试,以调整其分子组成,并继续提升隔热性能。
编译:雷鑫宇 审稿:alone
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