因为这些窗户,未来10年城市将大变样?( 二 )
总部位於密西根的Mackinac Technology公司正在开发一种可放置於普通玻璃表面的涂层塑料薄板 , 在不影响视野清晰度的同时 , 还能改善玻璃的绝热和热反射性能 。 其中 , 塑料板将空气困在中间 , 提高玻璃的绝热性能 。 而涂层能让可见光透过 , 但会反射红外线(携带着大部分热能) 。 该公司的CEO John Slagter表示 , 隐形的涂层能减少塑料表面反射的光线 , 反而增加了窗户的透光量和室内清晰度 。
将涂层塑料薄板直接安装在现有窗户框架上 , 就可将单层玻璃或双层玻璃的绝热性能提高两倍 , 同时它非常轻 , 不会明显增加窗户重量 。 Slagter表示 , 这种新材料已成功通过了美国加尔文大学在窗户上的测试 。 得益於美国政府机构的部分资助 , 在2022年正式投入使用前 , 这种塑料薄板将在更大的试点项目中进行推广测试 。
光线的明暗之争
但有时 , 高清晰度并不是优点 , 特别是对於朝南的建筑物 , 强烈的太阳光会通过窗户射入室内 。 科罗拉多大学博尔德分校的材料科学研究人员Michael McGehee说:“虽然强光能增加房间的温度 , 但人们并不喜欢在阳光充足的环境下工作 , 因为可能会看不清电脑屏幕 。 通常他们会选择拉上窗帘 , 但这样又会失去窗外的风景 , 享受不了阳光带来的其他好处 。 ”
为缓解阳光的刺眼感 , McGehee团队长期致力於改进“电致变色”窗户(通过外加电场 , 使材料发生稳定、可逆的颜色变化) , 通过开关控制窗户的明暗度 , 滤除严重的眩光 , 将室内的进光量调节至使人舒适的状态 。 基於此 , 这个团队设计的窗户包括一个含有铂的铟锡氧化物层和一个氧化镍层 , 并在两层之间填充了一种锂溶液 。 对两层结构施加低电压时 , 它们充当电极产生电场 , 溶液中的锂离子会迁移并黏附到氧化镍层 。
虽然锂在溶液中是透明的 , 但覆盖在氧化镍层时却呈半透明状 。 McGehee说:“只需要在电极上覆盖一层10纳米厚的锂 , 就能阻挡大部分光线 。 ”他补充道 , 这样的窗户就像是建筑的“太阳镜” 。 此外 , 通过改变电压也可以分级调节遮挡阳光的程度 。
如果这些成果顺利商业化 , 那麽在未来10—20年里 , 窗户将成为环保型城市的重要组成部分 。 这会是人类朝着碳足迹归零方向迈出的坚实一步 。
翻译:巢栩嘉
来源:科学美国人
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