科學家用奈米天線科技「加熱」窗戶,冬天不必再開電暖器

作者 | 發布日期 2017 年 10 月 26 日 8:45 | 分類 奈米 , 尖端科技 , 材料 follow us in feedly

透過一種簡單的方法,研究人員現在已經可將普通的玻璃窗變成「太陽能加熱窗」,藉由太陽能量讓窗戶溫度提高華氏 15 度,以後冬天季節裡,就算在屋內也能感受到更溫暖的陽光了。對冬天需要在屋內開暖氣的北方國家而言,這項發明可透過降低加熱成本來達到明顯的節能效果。



由瑞典哥特堡大學物理系教授 Alexandre Dmitriev 領導的國際團隊,最近在《Nano Letters》期刊發表一份有關太陽能發熱表面的論文。新的發熱表面是奈米技術的另一種應用,主要功能組件為電漿子光學奈米天線(plasmonic Nanoantenna),由鎳-鋁氧化物製成,並做成陣列結構化成玻璃,透過電子振盪(electron oscillation)或表面電漿子(surface plasmon)作用,奈米天線可以強烈吸收光的能量並加熱整個表面。

團隊在研究中證明了當陽光照射在玻璃表面時,接收光的面比背面能更有效吸收光線,此外,玻璃表面高度透明,幾乎完全保留了陽光色譜。整個發明最重要的不是讓窗戶成為太陽光電來源,而是要讓窗戶溫度提升。

寒冬時,當一個人坐在寒窗邊,身體熱量會向窗戶輻射逸散,此時窗戶就像一個天然的「散熱器」,坐越久感覺越冷。此外,現代建築越來越強調玻璃之美,但是越大片的玻璃在冬天越無法集中熱能,為了補償熱量損失,室內常需要打開電暖器來保持舒適環境。現在,新的太陽能加熱窗透過提高窗戶的溫度,就可稍稍平衡室內外溫度,根據研究表明,深冬時窗戶溫度至少可提高華氏 15 度,節能方面具很大潛力。

奈米天線有高度可塑性,研究人員表示,這種熱表面除窗戶外也能應用在其他地方,比如輻射冷卻、太陽能熱隔離等,也可以耦合到分子系統,將陽光作為熱量儲存起來再釋放。下一步,研究人員計劃透過讓表面吸收紫外線和近紅外輻射,讓窗戶提高更多溫度。

(首圖來源:pixabay)