每日動態!科學家開發新水凝膠玻璃：阻擋太陽熱量的同時允許可見光通過

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普通的玻璃被設計成允許可見光通過并照亮房間，但它與紅外光的相互作用--作為熱的感覺--就不那么理想了。玻璃讓陽光中的近紅外輻射通過，同時阻止中紅外光從房間中逸出，從而使建筑物升溫。在夏天，這種悶熱會促使人們更頻繁地打開空調，從而導致更多的能源消耗。

為了嘗試解決這個問題，武漢大學的科學家們現在已經試驗了新的窗戶材料，這些材料與光的互動方式不同。研究人員在玻璃上設計了一個只有幾毫米厚的水凝膠涂層，以反射更多來自外部的近紅外光，并允許更多的中紅外光從內部流出，同時對可見光保持同樣的透明。

這個想法是可見光的光子可以穿透超過1米進入水中，而光譜中近紅外部分的光子只能使其達到幾毫米。由于水凝膠主要是水，這使其成為一種有用的選擇性屏障。

在測試中，研究小組發現水凝膠玻璃直接向太空發射多達96%的紅外光，因為這些波長沒有被大氣阻擋。這將有助于保持建筑物內部的溫度，其方式與其他輻射冷卻系統相似。與此同時，普通玻璃對太陽輻射能的透射比約為84%。

重要的是，水凝膠玻璃看起來并不比普通玻璃暗淡--事實上，它實際上能讓更多的光線通過。根據水凝膠層的厚度，它允許高達92.8%的可見光進入房間，而普通玻璃為92.3%。

研究小組在尺寸為20 x 20 x 20厘米的模型房屋上測試了水凝膠玻璃的性能，這些房屋有厚厚的隔熱墻和一個大窗戶。傳感器顯示，水凝膠玻璃窗將室內溫度降低了3.5℃。

研究小組表示，這種材料可以幫助減少制冷的能源消耗，這將有利于環境和減少成本。水凝膠也很常見，而且價格低廉，所以推廣起來應該相對簡單，這可能使它們比其他更復雜的智能窗更有優勢。

這項研究發表在《光電子學前沿》雜志上。