美国新泽西州韦斯特菲尔德的科技作家迈克尔·艾布拉姆斯(Michael Abrams)月中在《ASME》杂志网上发文说，美国杜克大学的研究人员正在开发一种材料，用于我们的墙壁，也许有一天还可用于窗户，在需要温暖的时候吸收阳光，不需要温暖的时候反射阳光……[1]
纳米材料帮助研究人员开发一种”窗口”可调的材料，用于吸收和反射阳光。
太阳是可爱、生态友好、可再生的热源，有很多方法，可用来给我们的建筑和家庭供暖。但并不总是冬天。当我们试图降温时，任何可以用来吸收太阳光热能的非能动材料都会成为麻烦。
但现在美国杜克大学的研究人员正在开发一种材料，用于我们的墙壁，也许有一天还可用于窗户，在我们需要温暖的时候吸收阳光，不需要温暖的时候反射阳光。
几个世纪以来，我们一直有材料做这两种事。黑色的东西吸收辐射热能，镜子把它反射出去。
这个大学机械工程和材料科学系的教授，论文《用于电致变色协同太阳能和辐射热管理的超宽频透明导电电极》的合著者Po-Chun Hsu曾问，“为什么不把它们结合起来，提供可调性呢?” 这篇论文于去年10月份发表在美国化学学会的《能源快报》上[2]。“我们有季节变化，确实想尽可能地利用周围任何可再生和可持续的东西。”
Hsu和他的同事最初创造了一个可以在两种材料之间机械切换的表面，就像在巴士顶部的广告一样可以旋转。尽管他们的发明证明这种方法的有效性，但他们发现建筑师和建筑工程师并不想依赖既笨重又容易破损的运动部件。
所以他们转向相对较新的电致变色窗户的世界。当夹在两个电极之间的材料受到一点点电击时，这种智能窗格可以从不透明转换为透明。不幸的是，它们只对可见光有效，而且不能阻挡能太阳的中-红外波长带来的热量。为此，他们需要一种新的材料。
Hsu说，“要操纵这么大的光谱范围是很困难的，而且也很难完全反转。” “转向纳米颗粒绝对是我们‘顿悟’的时刻之一。” 他们使用带金微网格的单层石墨烯，获得宽频透光率以及诱导变暗需要的电化学反应所需的电导率。在需冷却的环境，这一层可以变得透明，展示为一面反射太阳辐射的镜子。
Hsu说，“因为它本质上可逆，可以创造这种太阳能吸收器，让它消失，再创造一次，然后让它消失。”
太空温差严酷，有如此不透明度高度可调的材料，显然非常有用。Hsu说，“它可以帮助我们在太空任务中保持设备的温度，或者有一天帮助火星上的人类，任何这种可能性都让我非常非常兴奋。”
目前，这种材料只在实验室内制成并演示过，第一个原型样本只有几厘米宽。用于覆盖我们的墙壁和卫星之前，需要改变的不仅是它的大小。首先，要生产这种金属，使用银和有机溶剂，应用于大面积的建筑物外墙，既不切实际又很昂贵。而且目前在冷却模式下，这种材料仍然会捕获某些热能(部分原因是他们现在使用的电解液有点红色)。其中大部分可以使用不同的材料来处理，而Hsu希望改用水溶剂和电解质，既能降低成本，又能提高冷却能力。
Hsu说，“我认为值得高兴的是，证明有这个平台可以继续。” “通过改变材料，希望我们能渐渐地提高性能。”
电致变色协同太阳能和辐射热管理示意图
依据资料：
1 Michael Abrams，A Tunable Material for Capturing and Releasing Heat，ASME，Feb 16, 2022
2 Yunfei Rao et al., Ultra-Wideband Transparent Conductive Electrode for Electrochromic Synergistic Solar and Radiative Heat Management, ACS Energy Lett. October 14, 2021;
https://doi.org/10.1021/acsenergylett.1c01486
免责声明：本网转载自其它媒体的文章，目的在于弘扬科技创新精神，传递更多科技创新信息，宣传国家科技政策，展示国家科技形象，参与国际科技舆论竞争，并不代表本网赞同其观点和对其真实性负责，在此我们谨向原作者和原媒体致以崇高敬意。如果您认为本网文章及图片侵犯了您的版权，请与我们联系，我们将第一时间删除。
