奈米晶體智慧玻璃,遮擋近紅外線提升隔熱效果

作者 | 發布日期 2015 年 08 月 19 日 7:44 | 分類 尖端科技 , 能源科技 follow us in feedly
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智慧玻璃已經發展數十年,過去大多只用於利基應用,如高級車的變色車窗、高級太陽眼鏡,與波音新型客機的窗戶等,隨著節能減碳風潮帶動智慧節能建築概念,智慧玻璃也被視為是智慧建築的一環,然而一方面價格仍高,一方面過去智慧玻璃以擋住可見光為主,而智慧建築需要的是隔熱,如今德州大學奧斯汀分校研究團隊研發新款奈米晶體智慧玻璃,提升隔熱效果,更希望降低成本,促進智慧玻璃的應用。



智慧玻璃大體上分為兩種,一種是光致變色,照到光時自然變暗遮住過強的光線;一種是電致變色,由電路施以電流控制變色與否與變色的程度。無論是哪種,目前商用智慧玻璃大多以遮擋可見光為主,不過,若要用於智慧節能建築,更重要的是擋住會讓建築物變熱的紅外線。

德州大學奧斯汀分校研究團隊以奈米複合材質來打造新款智慧玻璃,玻璃的基底以無晶氧化鈮打造,其中鑲嵌氧化鎢奈米晶體網鍊狀結構,兩者都是電致變色材質,但變色時吸收的光譜不同,氧化鎢奈米晶體針對近紅外線,氧化鈮則針對可見光,這款智慧玻璃在未充電時兩種材質皆透明,不論可見光或近紅外線都可通過,一旦施以電壓,氧化鎢奈米晶體網鍊狀結構會率先充電而改變透光度,因而遮蔽近紅外線,但可見光仍可透過,稱之為隔熱模式,可遮蔽 9 成的近紅外線;再繼續充電下去,氧化鈮基底也會改變透光度,連同可見光一起遮蔽,可遮蔽 8 成可見光,稱為遮光模式。目前的樣品有變色循環 2,000 次壽命。

由於鑲嵌氧化鎢奈米晶體網鍊狀結構能夠很快將電荷導入或導出整個結構,這款智慧玻璃比起過去的電致變色智慧玻璃反應更快,只要幾分鐘內就能變色完成。研究團隊認為這種新智慧玻璃具備多功能與變色速度上的優勢,加上製程成本較低且可靠性較高,再市場上有相當機會,因此成立新創公司「日喻科技」(Heliotrope Technologies),日喻科技打算避開傳統智慧玻璃相當消耗能源與成本的微電機製程,而是改以溶液堆疊於玻璃片之上的方法製造,日喻科技預期產品將於 2017 年上市。

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