Умные окна переопределяют контроль инфракрасного излучения в зданиях
Исследовательская группа во главе с профессором Ю Шухуном из Университета науки и технологий Китая (USTC) Китайской академии наук (CAS) предложила новую стратегию подготовки умных окон, которые динамически регулируют солнечное излучение, обеспечивая более эффективное окно для регулирования солнечного спектра и управления теплом в зданиях. Работа опубликована в журнале Nature Communications.
Установка интеллектуальных окон, которые блокируют солнечное излучение и регулируют температуру в помещении, имеет важное значение для строительства энергоэффективных зданий. Существующие умные окна в основном регулируют солнечное излучение, переключаясь между прозрачным и непрозрачным оптическими состояниями, процесс, который часто жертвует передачей некоторого видимого света, чтобы блокировать больше солнечного излучения, тем самым влияя на внутреннее освещение. Кроме того, ограниченная реакция на стимул затрудняет динамическую или выборочную модуляцию солнечного излучения этими умными окнами в ответ на сложные изменения погоды и индивидуальные предпочтения.
Схематическая иллюстрация механизма изготовления и модуляции умных окон. a Стратегия подготовки селективного светопоглощающего электрохромного интеллектуального окна, основанного на совместной сборке нескольких нанопроволок и наностержней Au. b Стратегия подготовки широкодиапазонного термохромного смарт-окна, основанная на совместной сборке нанопроволоки VO с различными величинами легирования W. c Рабочий эффект дома, оснащенного этими умными окнами, при применении с небольшим изменением напряжения или температуры окружающей среды. Предоставлено: Nature Communications (2023). DOI: 10.1038/s41467-023-38353-42
Основываясь на уникальных оптических свойствах одномерных наноматериалов, исследователи синтезировали и смешали наностержни Au с различным соотношением сторон, которые могут избирательно поглощать ближний инфракрасный свет в определенном диапазоне длин волн, не оказывая чрезмерного влияния на пропускание видимого света, обеспечивая тем самым световое освещение в помещении. Впоследствии многоразмерные смеси наностержней Au были собраны совместно с электрохромным W18O49 нанопроволоки и проводящие нанопроволоки Ag для формирования упорядоченной сетчатой структуры.
Используя ту же стратегию межфазной совместной сборки, исследователи подготовили термохромные интеллектуальные окна (WRT) с широким диапазоном отклика на основе совместной сборки W-VO2 нанопроволоки с различными уровнями легирования W. Это расширяет диапазон температур отклика и позволяет увеличить количество Вт-ВО2 Нанопровода в термохромном состоянии изменяются в зависимости от температуры окружающей среды, тем самым динамически модулируя изменение цвета умных окон.
Умные окна выборочно блокируют солнечное излучение и динамически регулируют температуру в помещении в соответствии с приложенным напряжением или температурой окружающей среды. И они могут сэкономить еще больше энергии в жаркие месяцы.
Это исследование значительно улучшает оптические свойства окон за счет модуляции состава и структуры нескольких типов материалов, что позволяет быстро и крупномасштабно создавать умные окна, которые можно использовать для модуляции солнечного спектра, тем самым предоставляя новые решения для проектирования, подготовки и применения новых электрохромных и термохромных умных окон.
Подробнее: Si-Zhe Sheng et al, Nanowire-based smart windows combining electro- and thermochromics for dynamic regulation of solar radiation, Nature Communications (2023). DOI: 10.1038/s41467-023-38353-4 🔗
Нашли ошибку в тексте? Напишите нам.