央廣網北京7月24日消息（總臺中國之聲記者劉夢雅）據中央廣播電視總臺中國之聲報道，當前正值炎炎夏日，為了營造適宜居住的室內環境，人們往往依賴空調來降低室內溫度，溫度雖然降下來了，但卻容易造成大量的能源消耗和溫室氣體排放。

　　在建筑物中，減少空調、暖氣等室內溫控設備的過度使用是實現節能減排目標的重要途徑之一。降低室內溫度，其實還有一種新的思路，那就是在建筑物中安裝智能化的節能窗戶，通過阻擋太陽光對室內的長時間直射，延緩室內溫度的升高，就能夠降低空調的使用頻率，在節約用電的同時還能減少碳排放。

　　近期，中國科學技術大學科研團隊基于納米技術，提出了一種智能窗戶制備的新策略，創制出一種可以動態調控太陽光輻射的智能窗戶，在調控輻射的同時，還能夠“隔熱不隔光”，最大化保證室內光線充足。這種智能窗戶如此神奇的功能是如何產生的？

　　玻璃如何做到“隔熱不隔光”？

　　空調是建筑環境中的耗能大戶，空調能耗占據了建筑能耗的一半以上。除了從空調本身的節能策略入手之外，讓智能窗戶來幫助調節室溫，減少對空調的依賴，也成為一個有效的新思路。論文通訊作者、中國科學技術大學教授劉建偉介紹，理想中的智能窗戶可以實現在炎熱天氣里持續阻擋強烈太陽光照射，維持室內的涼爽；而在寒冷天氣里又盡可能讓太陽輻射進入室內，營造溫暖的環境。

　　劉建偉說：“現在全球大概有20%的能源消耗用來讓人們生活工作得更舒適，比如冬天需要加熱，夏天需要降溫。夏天特別熱，能不能使用一些智能的玻璃代替一部分空調的使用？比如空調只需要開到28℃，產生的制冷效果就相當于26℃，空調每降低一度對全球能源布局的影響都非常大。”

　　現如今人們嘗試制造的智能窗戶，主要著重于改變窗戶玻璃的色彩，通過透明和不透明兩種光學狀態間的切換來調控太陽光輻射。不過，這種方法缺乏對太陽光中不同波段的區分度和選擇性，在阻擋更多太陽光輻射的同時，可見光也一并被“拒之窗外”，影響了室內采光照明。如何達到“隔熱不隔光”的效果？劉建偉介紹，研究團隊從特殊納米材料入手，合成并混合了不同尺寸的一維金（Au）納米棒，制成的納米涂層可以選擇性地吸收太陽光中760-1360納米波段的近紅外光，而不會過多影響到400-760納米波段的可見光。

　　劉建偉說：“我們利用了一些功能納米材料，把太陽光中發熱的那部分進行攔截和吸收。因為太陽光中的可見光波段非常窄，我們讓可見光波段的這些光全部透進來，這樣看起來玻璃還是很透明的。”

　　納米材料的神奇遠不止于此，是否有可能變得更加“智能”，可以根據環境溫度的變化來動態調節室內溫度？其實，納米材料的性質并不是一成不變的，一些納米材料可以發生相變，相變材料的導熱性、透光性會隨著條件的不同而發生變化。劉建偉介紹，就像宏觀世界中組裝機器一樣，研究團隊將多種納米相變材料進行排列組裝，使材料的透光性和變色性能夠隨著環境溫度的不同而發生變化。

　　劉建偉說：“這樣的納米材料比我們的頭發絲還細幾千倍，就像裝配飛機的零部件，我們通過界面組裝的方式進行自組裝，并進行定向排列。組裝之后，微觀層次上精妙的結構設計會影響到宏觀上的效果，在保證透過率的基礎之上，使其能夠智能地調節室內溫度。”

　　“物美價廉”，有望為節能減排添磚加瓦

　　通過建筑物能源功耗仿真模擬，研究人員對比了安裝普通玻璃窗戶和智能窗戶建筑物的全年能源消耗情況。結果顯示，在不同氣候類型的地區中，相較于普通玻璃窗戶，這種新型智能窗戶可以在炎熱的月份帶來更加明顯的能耗節省。

　　劉建偉說：“我們做了一個小房子的模型，在小房子上安裝了智能窗戶，它的控溫效果能夠使得室內溫度在不用空調的情況下降低3℃至5℃。也就是說，室外如果特別炎熱，氣溫將近35℃，如果不開空調，室內溫度只有30℃左右。”

　　那么，具備如此立竿見影降溫效果的智能窗戶距離投入應用還有多遠？劉建偉表示，接下來，研究團隊將開展更進一步的效果研究和材料開發，爭取早日為建筑行業的節能減排“添磚加瓦”。

　　劉建偉說：“我們的科研團隊會在這個方向上繼續耕耘。第一，讓它更加實用化，至少要做成一個十幾平方米的辦公室模型，研究具體的降溫情況。第二，開發一些新的材料體系，讓它在可見光波段透過率幾乎為100%。我們希望以后絕大多數的高層建筑里面能有我們的產品，因為它的成本比較低。一平方米大小的一塊玻璃加上鍍膜工藝，成本可能是幾十元人民幣，如果大規模應用，成本可能還會降低。”