NTU的科学家们领导的一个国际研究小组发明了一种新型的“智能”窗户材料，这种材料可以控制热传输而不会阻挡人们的视线。这项研究将有助于减少建筑物制冷和供暖所需的能源。
由新加坡南洋理工大学（NTU）科学家领导的国际研究团队发明了一种“智能”窗户材料，这种材料可以控制热量的传递而不会阻挡人们的视线。
现有技术的瓶颈
市售的电致变色窗通常有一层钨三氧化物 (WO3) 涂在玻璃面板的一侧，而另一侧则没有。当给窗户通电的时候，电流会将锂离子移动到含有WO3的一侧，窗口变暗或变得不透明。一旦关闭，离子就会迁移远离镀膜玻璃，窗户再次变得清晰。
来源：已发表论文
然而，目前的电致变色窗只能有效阻挡可见光，而不是红外线辐射，这意味着热量将会继续透过窗户，
使房间变暖。
当前技术的另一个缺点是它的耐用性，因为电致变色元件通常会在三到五年内老化。
工作原理
由 NTU 研究人员开发的新型电致变色 (EC) 窗节能材料， 只需轻按一下开关即可工作。这种材料旨在阻挡红外线辐射，而红外线辐射是太阳光发出热量的主要成分。
来源：NTU官网，Youtube视频截图
这种新材料具有专门设计的纳米结构，包括一些复合材料，如：二氧化钛 (TiO2)、三氧化钨 (WO3)、钕-铌(Nd-Nb) 和氧化锡 (IV) (SnO2)。
复合材料被用于涂层到玻璃窗板上，当通电时，用户将能够通过“打开和关闭”的操作来控制窗户的红外辐射传输。
来源：已发表论文
该发明也出现在 ACS Omega 杂志的封面上。根据实验模拟，它可以阻挡多达 70% 的红外辐射，而不会影响透过窗户的视野，因为它允许多达 90% 的可见光通过。
杂志封面，来源：NTU官网
该材料对于热量进行控制的效率也比市售电致变色窗高约 30%，并且由于其耐用性从而致使制造成本更低。
研究小组表示，新的电致变色技术可能有助于节约用于建筑物供暖和制冷的能源，并有助于未来可持续绿色建筑的设计。
研究者说...
该研究的第一作者、南洋理工大学材料科学与工程学院高级研究员 Ronn Goei 博士说：“通过将我们发明的新型电致变色材料和获得专利的开关集成到窗户中，我们可以创造出具有独特功能的智能窗户。”
“由于我们能够控制来自太阳的红外线辐射热量和通过窗户的传导热量，我们预计这项技术在温带气候中特别有用，因为建筑物居住者可以使用它来根据需要调节热量损失，同时仍能透过窗户欣赏到窗外的大部分景色以及四季交替。”
研发团队，来源：NTU官网，YouTube
耶路撒冷希伯来大学化学研究所的合著者 Shlomo Magdassi 教授说：“预计研究成果将能够制造出独特的窗户，从而可以节省能源。在新加坡国家研究基金会的 CREATE 计划的支持下，这是南大的研究人员与以色列耶路撒冷希伯来大学的研究人员之间进行研究项目合作一个很好的案例。
参考文献：
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
