科学家制造智能玻璃,阻挡热量不轻

感谢的是过去的空调票据或遭受冒险的痛苦可能很快就是过去的事情UCL.化学家。

报告在材料化学杂志中,研究人员揭示了他们开发了一种智能窗亚博网站下载户涂层,当应用于建筑物或汽车的玻璃时,反映太阳的热量,所以你不会在衣领下变得太热。

传统的色彩既能阻挡热,也能阻挡光,这种涂层是由二氧化钒的衍生物制成的,它可以让可见光在任何时候通过,但当温度上升超过29摄氏度时,它会反射红外光。这个光谱区域的波长会导致加热,所以阻挡的红外线会减少来自太阳的多余光线。

这种涂层能够在吸收和反射光线之间切换,这意味着居住者可以在较冷的条件下受益于太阳的热量,但当温度飙升时,房间供暖会减少多达50%。

伦敦大学学院化学系的Ivan Parkin教授是这篇论文的资深作者,他说:

“智能车窗涂料等技术创新确实为更有创意的设计打开了大门。目前在建筑中广泛使用玻璃的趋势给建筑师带来了一个难题。他们是在玻璃上着色,减少了自然光的好处,还是要面对高昂的空调费用?

“虽然二氧化钒的热反射特性很好地识别出尖端已经是开关温度。如果材料开始以70摄氏度反射红外光,则并不多。我们已经表明,可以将开关温度降低到高于室温,并以商业上可行的方式制造。“

二氧化钒的特性是基于它在金属和半导体之间交替作用的能力。反射或吸收热量之间的切换伴随着材料结构的微小变化,其中电子的排列发生了变化。钒-钒键在过渡温度下是稳定的,这“锁定”了电子并阻止了传导。在过渡温度以上,这些钒-钒键断裂,电子可以自由导电,使材料成为金属。

以前降低开关温度的尝试中加入了低水平的元素,如钨、钼、铌和氟。它们通过向材料中提供电子来降低转变温度,这使得金属结构更加稳定。

通过使用不同水平的钨,研究人员能够证明最佳浓度为1.9%,但为了使涂层的制造成本更低,在玻璃制造过程中需要一种铺设涂层的方法。

UCL博士曼宁博士,UCL的化学系和牵头作者的研究,解释说:

“对于玻璃制造行业来说,最重要的涂层方法之一是大气压化学气相沉积(APCVD),因为它允许在浮法玻璃制造过程中沉积薄膜,并在大气压下进行,因此不需要高成本的真空系统。薄膜的生长速度如此之快,这使得这个过程非常适合于这样一个高通量的生产过程,并且在不需要任何额外的过程的情况下,玻璃就会从生产线上下来。

“在制造玻璃之后进行”其他薄膜沉积方法,例如物理气相沉积(PVD)和溶胶 - 凝胶旋转涂层,并且需要额外的昂贵设备,例如用于PVD的真空系统或能够保持大面积玻璃的旋转涂布机。app亚博体育“

Parkin教授补充说:“让涂层涂上市场的下一步是调查它的耐用程度。理想情况下,因为它在制造时奠定了你希望它持续到窗户的终身时间,但看起来你看起来很多窗户来自维多利亚时代的日期,所以我们需要涂层持续超过100年。

“另一个需要考虑的是涂层的颜色。现在是黄色/绿色的,对窗户没有吸引力。所以我们现在正在寻找一种颜色抑制的方法。”

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