新加坡南洋理工大學(NTU)的科學家們近日開發了一種節能玻璃，可根據環境條件對建筑物內部進行加熱或冷卻。玻璃(li)上涂(tu)(tu)有(you)一(yi)層(ceng)涂(tu)(tu)層(ceng)，能(neng)對不(bu)斷變化(hua)的外部溫度做出(chu)反應，并能(neng)根據需要(yao)在加熱和冷(leng)卻之(zhi)間進行(xing)切(qie)換，有(you)可能(neng)節省(sheng)能(neng)源。
這種玻璃沒(mei)有電子元件(jian)，通過利用負責加熱和冷卻的不(bu)同(tong)波長(chang)的光來(lai)工作。
在夏季，該玻璃抑制太陽能加熱(re)（近紅外(wai)光），同時促進輻射冷(leng)卻（長波紅外(wai)）--這是一種自(zi)然現象，熱(re)量通過(guo)表(biao)面向寒冷(leng)的(de)宇宙(zhou)發射--以冷(leng)卻房(fang)間(jian)。在冬天，它的(de)作用正好(hao)相反，使房(fang)間(jian)變暖。
在實驗室(shi)測試中，科學(xue)家們使用(yong)紅外攝像機來觀(guan)察(cha)結果，這種玻璃允許在各(ge)種條(tiao)件下(xia)發出(chu)可控的(de)熱量(liang)，證明它(ta)有能力對(dui)變化的(de)天氣(qi)條(tiao)件作出(chu)動態反(fan)應。
窗戶(hu)通常是建筑結(jie)構中(zhong)能(neng)源效率最低的(de)(de)部分。根據美國(guo)能(neng)源部提(ti)供的(de)(de)數據估計，建筑物中(zhong)與窗戶(hu)有(you)關的(de)(de)能(neng)源消耗（加熱和冷卻(que)）每年約占其總一次能(neng)源使用量(liang)的(de)(de)4%。
雖然已經開發了(le)各種技術(shu)來緩解(jie)它們在(zai)冷卻或加(jia)熱方面的能(neng)源需求，但南洋理工大學的團隊認(ren)為他們的技術(shu)是(shi)第(di)一個能(neng)夠做到這兩點的技術(shu)。
這項研究的(de)(de)主要研究人員(yuan)(yuan)龍祎博(bo)士(shi)說(shuo)：“今(jin)天(tian)，大多數節(jie)能窗都解決(jue)了(le)由(you)可見光(guang)和近紅外陽(yang)光(guang)引起的(de)(de)部(bu)分太陽(yang)熱(re)增益(yi)。然而，研究人員(yuan)(yuan)往往忽(hu)略(lve)了(le)長波長紅外線的(de)(de)輻射(she)冷卻。雖然專注(zhu)于輻射(she)冷卻的(de)(de)創新(xin)已經被用于墻壁和屋頂，但這種(zhong)功能在冬季(ji)變得(de)不可取。”
“我們的(de)團隊首次展示了一種能夠對兩種波長(chang)作出(chu)有利反(fan)應的(de)玻璃，這意味(wei)著(zhu)它(ta)可以不斷地自我調整，對所有季節(jie)的(de)溫度變化作出(chu)反(fan)應。”
作為(wei)一(yi)個(ge)概念證明(ming)，科(ke)學家們(men)使用覆蓋全球所(suo)有人口居住地區的(de)氣候數據模擬測試了他(ta)們(men)的(de)發明(ming)的(de)節(jie)能(neng)(neng)性能(neng)(neng)。他(ta)們(men)發現他(ta)們(men)開發的(de)玻璃在暖季和冷季都(dou)顯(xian)示出了節(jie)能(neng)(neng)效果，總(zong)體節(jie)能(neng)(neng)性能(neng)(neng)高達9.5%。
該研究的(de)(de)第(di)一作者王(wang)山成說(shuo)：“結(jie)果證(zheng)明(ming)了在(zai)所(suo)有類(lei)型的(de)(de)氣候下(xia)應用我們的(de)(de)玻璃的(de)(de)可行性，因為它能夠幫助減少能源使用，而不受冷(leng)熱季(ji)節溫度波動的(de)(de)影響。這使我們的(de)(de)發明(ming)有別于目前的(de)(de)節能窗，后者往(wang)往(wang)在(zai)季(ji)節性變(bian)化(hua)較小的(de)(de)地區使用有限。”
此外，他們的玻璃的加熱和冷卻性能可以定制(zhi)，以適(shi)應市場和地(di)區的需求。
去年，另一個團隊公布(bu)了具有(you)破紀錄(lu)效率(lv)的(de)透明太陽能電池(chi)板，有(you)朝一日可(ke)(ke)以(yi)放置在(zai)窗戶上(shang)，從(cong)建筑物中產生可(ke)(ke)再生能源。
