基于一维纳米材料组装体的太阳光辐射调控智能窗户
在建筑物中，减少空调、暖气等室内温控设备的过度使用，是实现节能减排目标的重要方法之一。窗户作为太阳光辐射能量进入建筑室内的主要媒介，安装可以阻挡太阳光辐射和调节室内温度的化窗户对于构筑节能建筑至关重要。现有的智能窗户主要是通过透明和不透明两种状态间的切换来调控太阳光辐射，这一调控过程往往为了阻挡更多的太阳光辐射而牺牲了部分可见光的透过，进而影响室内采光照明。此外，通过有限的刺激响应使得这些智能窗户难以根据复杂的天气变化和个体偏好来实现动态或选择性的调控太阳光辐射。
近日，中国科学技术大学俞书宏院士团队提出了智能窗户制备新策略。该策略利用气-液界面协同组装的方法，分别将电致变色、热致变色与光谱可调的纳米功能单元进行有序共组装，制备出可动态调控太阳光辐射的智能窗户，为建筑物提供了更加有效的太阳光谱调控和热量管理窗口。相关研究成果以Nanowire-based smart windows combining electro- and thermochs fordynamic regulation of solar radiation为题，发表在《自然-通讯》（Nature Communications）上。
科研人员基于一维纳米材料独特的光学性质，合成并混合不同长径比的Au纳米棒。这些Au纳米棒的混合物可以选择性吸收760-1360 nm波段的近红外光，不会过多影响到可见光的透过，来保证了室内的采光照明。进而，该工作将多尺寸的Au纳米棒混合物与电致变色W18O49纳米线和导电Ag纳米线共组装成有序的网状结构。通过外部供电，智能窗户的外观颜色发生显著改变。
两者的协同作用进一步提升窗户对于太阳光的阻挡性能（图1a）。采用相同的界面共组装策略，研究人员基于不同W掺杂量的W-VO2纳米线的共组装，制备出具有宽响应范围的热致变色智能窗户(WRT)。与单一类型VO2纳米线的热致变色窗户相比，该智能窗户将狭窄的响应温度从68°C扩展到30-50°C这一较宽的温度范围。在这种宽响应范围智能窗户中，处于热致变色状态下的W-VO2纳米线数量能够随着环境和温度的变化而变化，从而动态调控智能窗户的变色性能（图1b）。当智能窗户安装在房屋上时，它们会选择性地阻挡太阳辐射，并根据施加的电压或环境和温度的变化动态调节室内温度（图1c）。
图1 智能窗户的构筑和调制机理示意图。a. 基于一维电致变色W18O49纳米线、导电Ag纳米线和Au纳米棒共组装的选择性光吸收电致变色智能窗户（SLE）；b. 基于不同W掺杂量的W-VO2纳米线共组装的宽响应范围的热致变色智能窗户（WRT）；c. 在施加电压或环境和温度的刺激下，智能窗户对于太阳光的调控和室内温度的控制。
此外，图2a-2c是SLE和WRT智能窗户在实际太阳光照射下的控温结果。研究人员与热科学与能源工程系特任副研究员赵斌和教授裴刚等合作，进一步对建筑的功耗进行，分析出在不同气候类型的地区中，相较于普通玻璃窗户，SLE和WRT智能窗户可在炎热的月份内节省下更多的能源功耗（图2d-2f）。
图2 智能窗户的实际控温性能及节能效率的模拟。a. 安装SLE和WRT智能窗户模型房屋的红外图像，插图为安装SLE和WRT智能窗户模型房屋的实物照片；b-c. 在实际太阳光照射下，SLE智能窗户和WRT智能窗户的实际控温效果；d. 选取利雅得为目标城市，使用普通玻璃窗户、SLE和WRT智能窗户带来的每月能量负荷；e. 选取香港为目标城市，使用普通玻璃窗户、SLE和WRT智能窗户带来的每月能量负荷；f. 在利雅得和香港使用普通玻璃窗户、SLE和WRT智能窗户带来的全年总能量负荷。
该研究提出了基于多组分功能纳米基元的共组装策略，实现了可用于太阳光谱调控智能窗户的快速构筑，并通过调制多类型材料的组分和结构显著改善了窗户的光学性能。这一共组装策略具有操作简单便捷且易于大规模制备的优势，为今后新型电致变色和热致变色智能窗户的设计、制备和应用提供了新的解决方案。
文章出处：【微信号：MEMSensor，微信公众号：MEMS】欢迎添加关注！文章转载请注明出处。
HUD系统是一种在驾驶中提供信息的重要装置，而驾驶场景中光照条件千差万别。在全光谱日照模拟器中，准直光源起着及其重要的作用。准直光源能够产生平行光，模拟
下不同光照条件HUD抬头显示器机载光电系统性能模拟器 /
模拟器 /
设备，在光伏领域里，再配以电子负载，数据采集和计算等设备，可拿来测试光伏器件（包括各种
模拟器 /
模拟器百科 /
对汽车老化作用的试验方法。该试验通过使用特定的光源和照射角度，模拟不一样的地区、不同季节的
模拟老化试验 /
模拟器 全光谱老化试验 /
由于光伏组件经常是在自然环境下来测试，因此存在测试周期长、数据的重复性较差等现象，严重影响测试结果。「美能光伏」拥有的美能
模拟器 /
策略 /
模型应用简单案例 /
能电池IV测试软件系统 /
源，以满足航天器的热真空试验、卫星姿态部件的测试和校准，以及光学系统的需要
模拟器 /
Micro-Epsilon扩展了其高精度3D快照传感器SurfaceCONTROL系列
Teledyne宣布收购荷兰工业相机制造商Adimec的交易以扩大成像产品组合
[广东龙芯2K1000/2K500开发板]如何利用coredump 进行调试
鸿蒙原生应用元服务实战-Serverless华为账户认证登录需尽快适配
