NTU的科學家們領導的一個國際研究小組發明了一種新型的“智能”窗戶材料，這種材料可以控制熱傳輸而不會阻擋人們的視線。這項研究將有助于減少建築物制冷和供暖所需的能源。
由新加坡南洋理工大學（NTU）科學家領導的國際研究團隊發明了一種“智能”窗戶材料，這種材料可以控制熱量的傳遞而不會阻擋人們的視線。
現有技術的瓶頸
市售的電致變色窗通常有一層鎢三氧化物 (WO3) 塗在玻璃面板的一側，而另一側則沒有。當給窗戶通電的時候，電流會將锂離子移動到含有WO3的一側，窗口變暗或變得不透明。一旦關閉，離子就會遷移遠離鍍膜玻璃，窗戶再次變得清晰。
來源：已發表論文
然而，目前的電致變色窗只能有效阻擋可見光，而不是紅外線輻射，這意味著熱量將會繼續透過窗戶，
使房間變暖。
當前技術的另一個缺點是它的耐用性，因爲電致變色元件通常會在三到五年內老化。
工作原理
由 NTU 研究人員開發的新型電致變色 (EC) 窗節能材料， 只需輕按一下開關即可工作。這種材料旨在阻擋紅外線輻射，而紅外線輻射是太陽光發出熱量的主要成分。
來源：NTU官網，Youtube視頻截圖
這種新材料具有專門設計的納米結構，包括一些複合材料，如：二氧化钛 (TiO2)、三氧化鎢 (WO3)、钕-铌(Nd-Nb) 和氧化錫 (IV) (SnO2)。
複合材料被用于塗層到玻璃窗板上，當通電時，用戶將能夠通過“打開和關閉”的操作來控制窗戶的紅外輻射傳輸。
來源：已發表論文
該發明也出現在 ACS Omega 雜志的封面上。根據實驗模擬，它可以阻擋多達 70% 的紅外輻射，而不會影響透過窗戶的視野，因爲它允許多達 90% 的可見光通過。
雜志封面，來源：NTU官網
該材料對于熱量進行控制的效率也比市售電致變色窗高約 30%，並且由于其耐用性從而致使制造成本更低。
研究小組表示，新的電致變色技術可能有助于節約用于建築物供暖和制冷的能源，並有助于未來可持續綠色建築的設計。
研究者說…
該研究的第一作者、南洋理工大學材料科學與工程學院高級研究員 Ronn Goei 博士說：“通過將我們發明的新型電致變色材料和獲得專利的開關集成到窗戶中，我們可以創造出具有獨特功能的智能窗戶。”
“由于我們能夠控制來自太陽的紅外線輻射熱量和通過窗戶的傳導熱量，我們預計這項技術在溫帶氣候中特別有用，因爲建築物居住者可以使用它來根據需要調節熱量損失，同時仍能透過窗戶欣賞到窗外的大部分景色以及四季交替。”
研發團隊，來源：NTU官網，YouTube
耶路撒冷希伯來大學化學研究所的合著者 Shlomo Magdassi 教授說：“預計研究成果將能夠制造出獨特的窗戶，從而可以節省能源。在新加坡國家研究基金會的 CREATE 計劃的支持下，這是南大的研究人員與以色列耶路撒冷希伯來大學的研究人員之間進行研究項目合作一個很好的案例。
參考文獻：
1. “‘Smart’ window blocks rays without blocking views
” NTU Media Release;
2. “Nd–Nb Co-doped SnO2/α-WO3 Electrochromic Materials: Enhanced Stability and Switching Properties”，ACS Omega
