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北卡州立大学研究人员揭开下一代“动态窗口”的面纱

【华e生活大唐编译】研究人员已经展示了下一代动态窗户的材料,它将允许建筑物居住者在”透明窗户“、“正常窗户”和“阻挡红外光的窗户”三种模式之间切换,阻挡红外光的窗户有助于保持建筑物凉爽;彩色窗户既能控制眩光,又能保持视野。

这些动态窗户基于电致变色的原理,意味着它们的不透明度会随着电刺激而改变,虽然这个概念并不新鲜,但到目前为止,大多数动态窗口要么是透明的,要么是黑暗的。

研究人员发现,关键在于使用水与氧化钨的晶体结构结合,形成了一种叫做氧化钨水合物的材料,展现出以前未知的特征。氧化钨长期以来一直用于动态窗户,因为它通常是透明的。但当施加电信号并注入锂离子和电子到材料中时,它会变暗并阻挡光线,同时有助于保持建筑物更凉爽,从而更节能。

具体来说,研究人员发现,当水与氧化钨的晶体结构结合时形成氧化钨水合物,这种材料表现出一种以前未知的特征。

研究人员现在已经证明,当你将锂离子和电子注入一种叫做氧化钨水合物的相关材料中时,你可以有效地调整被阻挡的光的波长。当锂离子和电子被注入到水合物材料中时,它首先转变为“热阻挡”阶段,允许可见光通过,但阻挡红外光。如果注入更多的锂离子和电子,这种材料就会转变得更暗,同时阻挡可见光和红外线波长的光。

北卡罗来纳州立大学的研究人员发表了一项题为《含水氧化钨的双波段电致变色》的论文,该论文探讨了一种新型动态窗户材料。这种材料允许窗户在三种模式之间切换:透明模式、阻挡红外光的模式以保持凉爽、以及彩色模式以控制眩光并保持视野。

研究人员的发现基于将水与氧化钨的晶体结构结合形成氧化钨水合物的概念。这种材料的不透明度可以通过电刺激来改变。具体而言,当锂离子和电子被注入氧化钨水合物中时,它可以在两种模式之间切换。首先是“酷”模式,它吸收红外光但没有结构变化,然后是“黑暗”模式,在这个模式下,材料阻挡可见光和红外光波长的光线。

这项研究的发现有望加速智能窗户的商业产品开发,并可能激发其他领域的研究,包括能源存储和转换材料。该论文的作者团队包括北卡罗来纳州立大学的研究人员以及德克萨斯大学奥斯汀分校和范德比尔特大学的科学家。

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