夏季衡查，為了抵抗酷暑瘩欺，人們常常會把空調(diào)溫度調(diào)低，帶來的后果就是電費猛漲拌牲。據(jù)估計俱饿，空調(diào)的年用電量大約占到全美年用電量的 6%，費用高達 290 億美元塌忽。隨著全球變暖拍埠，這一費用肯定會不斷增長。

最近土居，MIT 研究人員開發(fā)了一種新型可作用在窗戶上的隔熱薄膜枣购，在 32 攝氏度下保持高度透明，但在高于 32 攝氏度的溫度下擦耀，它會變成像磨砂玻璃一樣的半透明狀態(tài)棉圈。這種窗戶隔熱薄膜可以反射高達 70％的太陽熱量，由此降低室內(nèi)溫度和空調(diào)負荷眷蜓。

研究人員估計分瘾，如果建筑物所有朝外的窗戶覆蓋這種隔熱薄膜，那么能耗費用可能會降低 10%账磺。

圖∣MIT 研究人員研發(fā)透明薄膜芹敌，用作窗戶涂層痊远，可阻擋 70% 的太陽熱量垮抗。（來源：MIT News）

在夏季的時候，隔熱膜覆蓋在窗戶上碧聪，有助于降低溫度冒版，同時又有較好的透光性。MIT 機械工程專業(yè)的教授 Nicholas Fang 表示逞姿，與現(xiàn)有的智能窗戶技術(shù)相比辞嗡，這種窗戶隔熱薄膜提供了另一種經(jīng)濟實惠、節(jié)能的選擇滞造。因為目前市場上的智能窗戶要么隔熱不夠高效续室，要么就是非常耗電（比如一些電致變色窗戶）。

“水中魚網(wǎng)”

一年前谒养，Nicholas Fang?教授開始與香港大學研究人員開展合作挺狰。

香港大學的研究人員熱衷于尋找降低建筑能耗的方式，香港夏天非常炎熱，空調(diào)用電達到峰值丰泊。香港承諾：到 2025 年薯定，能耗降低 40%。Nicholas Fang?教授表示瞳购，“完成這一挑戰(zhàn)话侄，對香港這樣的大都市來說很關(guān)鍵，也很緊迫学赛∧甓眩”

經(jīng)過簡單計算，Nicholas Fang?教授的學生發(fā)現(xiàn)建筑物中的熱量很大一部分是來源于透過窗戶的太陽光盏浇。太陽光透過窗戶帶來的熱量大約是 500W/平方米嘀韧，大約等同于 5 個燈泡的功率。

Nicholas Fang研究團隊的主要方向是研究相轉(zhuǎn)變材料的光散射性能缠捌，他們好奇這樣的光學材料是否適用于窗戶锄贷，用來反射大部分建筑熱量，從而達到隔熱效果曼月。

他們研究了多種熱致變色材料谊却，這種材料對溫度敏感，隨著溫度的變化而改變相態(tài)哑芹。最終炎辨，他們發(fā)現(xiàn) NIPAM-DMAEMA 共聚物（poly (N-isopropylacrylamide)-2-Aminoethylmethacrylate hydrochloride）微粒材料，具有較好的隔熱性能聪姿。這些微粒類似于微小透明的碴萧、纖維網(wǎng)狀的球顆粒，其中充滿了水末购。當升高至一定溫度破喻，球顆粒中所有水被擠出，收縮成密實的纖維束盟榴，以不同方式反射光曹质，使得材料變成半透明。

Nicholas Fang?教授表示擎场，“它就像水中魚網(wǎng)一樣羽德。纖維自己編織成網(wǎng)，反射一定量的光迅办。由于其中有很多水宅静，所以很難看到纖維，薄膜呈現(xiàn)透明狀站欺。一旦把水擠出來姨夹，纖維就明顯可見了究驴，薄膜變得半透明≡确”

之前有研究發(fā)現(xiàn)洒忧，縮水微粒可以較好地擋光够颠，但是隔熱效果不好熙侍。Nicholas Fang研究團隊發(fā)現(xiàn)原因在于微粒縮水后的尺寸履磨。之前報道的微粒收縮后蛉抓，直徑約 100 納米，小于紅外光波長剃诅，這使得熱量很容易透過巷送，并不隔熱。研究人員擴展了微粒的分子鏈矛辕，使它們收縮后的直徑約 500 納米笑跛。

舒適度的區(qū)別

研究人員利用太陽模擬器，把光照射到窗戶上模擬照射進來的陽光聊品。在高溫下飞蹂，薄膜變成半透明（像結(jié)霜一樣）；在窗戶另一側(cè)測試翻屈，結(jié)果表明薄膜可以阻擋 70% 的熱量陈哑。

另一項實驗，研究團隊在一個小型量熱室貼滿隔熱膜伸眶，并測量室內(nèi)溫度惊窖。如果沒有隔熱膜，室內(nèi)溫度達到39攝氏度厘贼；如果加了隔熱膜界酒，室內(nèi)溫度在34攝氏度左右。Nicholas Fang教授表示涂臣，這在舒適度上有很大不同盾计。

科羅拉多大學機械工程專業(yè)的助理教授 Xiaobo Yin 表示，窗戶已經(jīng)成為影響建筑能效的一個瓶頸赁遗。這種新型窗戶隔熱薄膜可以調(diào)節(jié)太陽光射入量，有望打破這一瓶頸族铆。他還表示岩四，Nicholas Fang研究團隊工作的亮點在于所采用的材料，這大幅提升智能窗戶的適用性和可制造性哥攘。

下一步剖煌，Nicholas Fang研究團隊計劃開展更多的測試材鹦，期望可以提升薄膜的隔熱性能。