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(第 1 篇)  【新知】智慧窗戶可阻擋光線而不阻擋視線
資料來源：新加坡南洋理工大學
‘Smart’ window blocks rays without blocking views
Published on 09 Nov 2021
An international research team led by scientists from NTU Singapore has invented a ‘smart’ window material that controls heat transmission without blocking views, which could help cut the energy required to cool and heat buildings.
Developed by NTU researchers, the new energy-saving material for electrochromic (EC) windows that operates at the flick of a switch is designed to block infrared radiation - which is the major component of sunlight that emits heat.
The invention could block up to 70 per cent of infrared radiation according to experimental simulations without compromising views through the window since it allows up to 90 per cent of visible light to pass through.
The material is also about 30 per cent more effective in regulating heat than commercially available electrochromic windows and is cheaper to make due to its durability.
The new electrochromic technology may help conserve energy that would be used for the heating and cooling of buildings and could contribute to the future design of sustainable green buildings, say the research team.
內文 Google 翻譯
“智能”窗口可阻擋光線而不阻擋視線
發表於 2021 年 11 月 9 日
由新加坡南大科學家領導的國際研究小組發明了一種“智能”窗戶材料，可以在不阻擋視線的情況下控制熱傳遞，這有助於減少建築物製冷和供暖所需的能源。
由 NTU 研究人員開發的新型電致變色 (EC) 窗節能材料可通過輕觸開關操作，旨在阻擋紅外線輻射——這是發出熱量的太陽光的主要成分。
根據實驗模擬，本發明可以阻擋多達 70% 的紅外輻射，而不會影響透過窗戶的視野，因為它允許多達 90% 的可見光通過。
與市售的電致變色窗相比，這種材料在調節熱量方面的效率也高出約 30%，並且由於其耐用性而製造成本更低。
研究小組表示，新的電致變色技術可能有助於節約用於建築物供暖和製冷的能源，並有助於未來可持續綠色建築的設計。
Youtube 解說
https://youtu.be/jJGIxEMZnQw
相關媒體發布
https://www.ntu.edu.sg/docs/default-source/corporate-ntu/hub-news/ntu-singapore-scientists-invent-smart-window-material-that-blocks-rays-without-blocking-views-.pdf
備份
https://emupic.omega.idv.tw/u6Fo7E
網路上能找到最早的翻譯為
http://webcache.googleusercontent.com/search?q=cache:QZrY6ajYffMJ:https://www.sarahcunha.com/news/2021-11-smart-window-material-blocks-rays.html&hl=zh-TW&gl=tw&strip=1&vwsrc=0
2021年11月9日
智能窗户材料可以在不遮挡视线的情况下阻挡光线
通过南洋理工大学
科学家发明了一种“智能”窗户材料，可以在不遮挡视线的情况下阻挡光线 电致变色(EC)窗户的新型节能材料可以在不影响窗户视野的情况下阻挡光线，因为它允许高达90%的可见光通过。资料来源:南洋理工大学
新加坡南洋理工大学(NTU Singapore)的科学家领导的一个国际研究小组发明了一种“智能”窗户材料，可以在不遮挡视线的情况下控制热量传递，有助于减少建筑制冷和供暖所需的能源。
由南洋理工大学研究人员开发的新型节能材料电致变色的(EC)窗口，操作在一个开关的轻弹是设计堵塞红外辐射——这是阳光散发热量的主要成分。
这种新材料具有专门设计的纳米结构，包括先进材料比如二氧化钛(TiO2)、三氧化钨(WO3.)、钕-铌(Nd-Nb)和锡(IV)氧化物(SnO2)．这种复合材料将被涂在玻璃窗板上，当被电力激活时，用户将能够“打开和关闭”通过窗户的红外辐射。
这项发明出现在了杂志的封面上ACSω根据实验模拟，它可以阻挡高达70%的红外辐射，而不会影响透过窗户的视野，因为它允许高达90%的可见光通过。
这种材料在调节热量方面也比市面上出售的电致变色窗户高出约30%，而且由于其耐用性，制作成本更低。
电流电致变色(EC)窗的改进
电致变色窗户是当今“绿色”建筑的常见特征。它们的工作原理是在使用时变淡，减少进入房间的光线。
市面上的电致变色窗通常有一层三氧化钨(WO3.)涂在玻璃板的一边，而另一边则没有。当窗口打开时，电流将锂离子移动到含有WO的一侧3.，窗户变暗或变得不透明。一旦关闭，离子就会从镀膜玻璃上迁移，窗口又变得清晰起来。
然而，目前的电致变色窗户只能有效地阻挡可见光，而不能阻挡红外辐射，这意味着热量继续通过窗户，使房间升温。
当前技术的另一个缺点是它的耐久性，因为电致变色组件的性能在三到五年内会下降。在实验室测试中，南洋理工大学的电致变色技术经过了严格的开关周期，以评估其耐久性。结果表明，窗户的性能保持了极佳的稳定性(阻挡了超过65%的红外辐射)，展示了其优越的性能，在可持续建筑中长期使用的可行性和成本节约潜力。
电致变色窗研究的主要作者，南洋理工大学材料科学与工程学院的副教授Alfred Tok说，“通过结合特别设计的纳米结构，我们使材料以一种‘选择性’的方式反应，当我们的电致变色窗打开时，可以阻挡近红外辐射，同时仍然允许大部分可见光通过。先进材料的选择也有助于提高智能窗户的性能、稳定性和耐用性。”
该研究小组表示，新的电致变色技术可能有助于节省用于建筑供暖和制冷的能源，并可能有助于未来可持续绿色建筑的设计。
该研究反映了作为南洋理工大学2025战略计划的一部分，南洋理工大学致力于解决人类在可持续性方面的重大挑战，该计划寻求加速将研究发现转化为创新，以减轻人类对环境的影响。
为了提高他们的智能窗户技术的性能，南洋理工大学的团队，在期刊上报道的另一项工作中，创造了一个开关系统，帮助控制传导热量，即来自外部环境的热量。
专利的NTU开关由磁性碳基粒子和热传导良好的薄膜组成。当开关关闭时，传导的热量无法通过窗户传递。当开关打开时，热量将会通过玻璃窗。
该团队的智能窗结合新开发的电致变色材料，可以控制两种传热方式:红外辐射和导热热，导热热是物质传热的主要方式。
这项研究的第一作者，南洋理工大学材料科学与工程学院的高级研究员Ronn Goei博士说:“通过将我们发明的新型电致变色材料和窗户的专利开关结合起来，我们可以创造一种具有独特功能的智能窗户。由于能够控制来自太阳的红外辐射热量和通过窗户的传导热量，我们希望这项技术在温带气候下特别有用，因为建筑居住者可以使用它来调节热随季节的变化而得失，同时仍能欣赏到许多风景。”
来自耶路撒冷希伯来大学化学研究所的Shlomo Magdassi教授是该研究的合著者，他说:“这项研究成果有望使制造独特的窗户成为可能，从而节约能源。这是南洋理工大学和以色列耶路撒冷希伯来大学的研究人员在新加坡国家研究基金会CREATE项目的支持下进行科学合作的一个很好的例子。”
探索商业潜力
接下来，研究团队希望将这项发明从实验室推向市场。该公司已与玻璃制造商glass Asia Pacific合作进行进一步测试，并研究是否有可能将这款智能眼镜纳入其中窗口加入其提高效率和可持续性的项目。
杰里米·萨尼是总部位于新加坡的玻璃创新制造公司glass Asia Pacific的董事，也是这项研究的行业合作者，他说:“我们很荣幸能和南洋理工大学一起踏上这段创新之旅。虽然我们有商业和应用知识，但南洋理工大学从技术角度的深入知识，使项目的执行达到了一个超出我们预期的水平。”
进一步探索
智能材料在几分钟内切换加热和冷却
更多信息:王志强，王志强，王志强等，掺Nd-Nb共掺杂SnO2/α-WO3电致变色材料的制备及性能研究，ACSω（2021）.DOI: 10.1021 / acsomega.1c03260
期刊信息: ACSω
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| 發表時間:2021-11-15 16:55 |
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