伯克利分校CA -研究人员在美国能源部劳伦斯伯克利国家实验室(伯克利实验室)设计了一种新材料,使智能窗户甚至更聪明。材料是涂上一层薄薄的纳米晶体嵌入玻璃可以动态修改阳光穿过窗户。与现有技术不同,涂层提供了选择性控制可见光和产生近红外(NIR)光,所以窗户可以最大限度的节约能源和驾驶舒适性范围广泛的气候。

“在美国,我们花费大约四分之一的总能量在照明、加热和冷却建筑物,”迪丽娅说迪莉娅·米莉蓉,化学家在伯克利实验室的分子铸造领导这项研究。“作为一个窗口涂层时,我们的新材料对建筑物能源效率产生重大影响。”

迪莉娅·米莉蓉是通讯作者在《华尔街日报》的一篇论文描述了结果自然。本文题为“nanocrystal-in-glass复合材料可调近红外和可见光透过率,”由安娜Llordes, Guillermo加西亚和Jaume Gazquez。

迪莉娅·米莉蓉的研究小组已经众所周知,智能窗户技术块没有阻止可见光近红外光谱。技术取决于一个电致变色的效果,一个小的电开关NIR-transmitting和NIR-blocking州之间的材料。这个新工作需要他们的方法更上一层楼提供独立控制可见和近红外光谱光。创新是最近承认以2013研发100奖,和研究人员在他们的技术商业化的早期阶段。

独立控制的近红外光谱光意味着乘客可以在室内自然采光没有多余的热增加,减少了空调和人工照明的需求。同一个窗口也可以切换到一个黑暗的模式,阻止这两个光和热,或明亮,完全透明模式。

“我们非常兴奋的结合独特的光学功能的低成本和环保处理技术,“Llordes说,项目科学家和迪莉娅·米莉蓉一起工作。“这就是这个“通用智能窗口”的概念转化为一个有前途的竞争技术。”

的核心技术是一个新的“设计师”电致变色的材料,制成纳米晶体的铟锡氧化物氧化铌的镶嵌在玻璃基质中。得到的复合材料结合了两种截然不同的功能——提供对可见光和其他的控制,控制NIR——但它大于各部分的总和。研究人员发现协同交互的小地区玻璃矩阵满足纳米晶体的力量增加电致变色的效果,这意味着他们可以使用薄涂层不影响性能。关键是原子的方式连接在nanocrystal-glass界面引起的结构重排玻璃矩阵。玻璃内部的相互作用开辟了空间,允许更容易进出。电致变色的窗户之外,这一发现表明新的电池材料,离子的运输机会通过电极可以是一个挑战。188金宝搏bet官网

“从材料设计的角188金宝搏bet官网度来看,我们表明,你可以结合不同的材料来创建新的属性无法访问在一个均匀的单相材料,非晶态或水晶,通过纳米晶体,把它们在玻璃,”迪莉娅·米莉蓉说。

但对于迪莉娅·米莉蓉,研究旅程比基本的科学发现或更令人满意的技术进步。

“最令人兴奋的部分已经将这个项目从合成一种新材料,详细了解,并最终实现一个全新的功能,可以在技术产生重大影响,”迪莉娅·米莉蓉说。“材料开发项目在这个188金宝搏bet官网过程是非常了不起的。真的说我们能做什么在伯克利实验室,在那里你可以访问的人不仅科学设施也可以通知你的视角。”

美国能源部科学办公室的支持工作在分子铸造。