在冬季，室內(nèi)熱量的來源主要是太陽輻射和加熱器輻射。太陽輻射會通過玻璃進入室內(nèi)，而室內(nèi)溫度通常高于室外，再加上暖氣片、加熱器等各類取暖設(shè)備會發(fā)射出室溫下的中遠(yuǎn)紅外輻射，輻射打到玻璃上，玻璃吸收輻射的熱量后升溫，隨后又會把這部分能量交給室外的冰天雪地，由此造成大量的能量流失。

如果我們可以用一種方式，讓太陽輻射更多地進入室內(nèi)，且取暖設(shè)備輻射更少地流出，那么，就可以大大地減少這類能源消耗。

如今，科學(xué)家們已研發(fā)出一種新材料。把它涂到玻璃上，玻璃就擁有了調(diào)控陽光的能力，變成新型節(jié)能玻璃。那么，這種新型材料是什么？它如何讓玻璃發(fā)揮節(jié)能作用？與傳統(tǒng)節(jié)能玻璃相比，又有什么優(yōu)勢呢？

從普通玻璃到節(jié)能玻璃只差一層涂料

太陽熱輻射與室內(nèi)熱輻射最大的區(qū)別，就在于它們處于不同的波段。因此，如果在玻璃上設(shè)置好波段的出入條件，我們就可以人為地調(diào)控它們的去留。

基于這樣的思路，中國科學(xué)院工程熱物理研究所的科研人員將高透明高分子材料與具有特定結(jié)構(gòu)的納米組分單元相結(jié)合，設(shè)計了一種對于輻射能夠進行調(diào)控的超材料（指具有特殊性質(zhì)的人造材料）。

把這種人造材料涂抹在普通的玻璃上，就可以把普通的玻璃變成新型節(jié)能玻璃。

在這種超材料中，高透明高分子材料可以讓可見光更好地通過，納米單元則負(fù)責(zé)篩選輻射——遇到短波長的太陽輻射時，它會被激活，并放行能量；而對于室溫物體所發(fā)射的長波長的熱輻射，則會形成一張“大網(wǎng)”，將其反射回去。

這種超材料與玻璃相結(jié)合，就可以讓玻璃在保持良好透光性的同時，選擇性通過熱輻射，進而達到冬季保溫、夏季阻熱的目的。

新型節(jié)能玻璃的節(jié)能效果到底如何？科研人員進行了一場實驗：兩個玻璃房模型，一個由普通玻璃制成，另一個由高效節(jié)能玻璃制成。兩個模型內(nèi)的初始溫度都是21攝氏度，打開模擬日光照射設(shè)備讓它們同時接受陽光直射。

實驗結(jié)果顯示，一個小時過去后，普通玻璃房的溫度提升到27.3攝氏度，高效節(jié)能玻璃房的溫度升高到43攝氏度。

兩個模型房的溫度相較于初始溫度，分別提高了6.3攝氏度和22攝氏度。也就是說，高效節(jié)能玻璃房比普通玻璃房多提高了15.7攝氏度。

這表明，高效節(jié)能玻璃對太陽光熱輻射有著更好的通過率，同時對室內(nèi)熱輻射的外溢也有著更好阻攔效果。

相比傳統(tǒng)節(jié)能玻璃更高效、應(yīng)用更靈活

對比現(xiàn)有的節(jié)能玻璃，新型節(jié)能玻璃的優(yōu)勢主要有3點。

第一個優(yōu)勢是高效性。使用新型節(jié)能玻璃，可以在保證室內(nèi)節(jié)能的同時，盡量讓更多的太陽光照射進來，因此對室內(nèi)的溫度控制有更好的效果。

實驗顯示，傳統(tǒng)節(jié)能玻璃的可見光透過率相對較低，一般為30%—70%，但新型節(jié)能玻璃可達到85%以上。

第二個優(yōu)勢是生產(chǎn)、運輸和使用過程中的便捷性。生產(chǎn)常規(guī)節(jié)能玻璃要在真空中蒸鍍各種鍍層，這個過程會產(chǎn)生較高的生產(chǎn)成本，運輸也不方便。另外，因為常規(guī)節(jié)能玻璃的里面是真空的，更新替換需要整體更換。

而對于新型節(jié)能玻璃來說，不管是傳統(tǒng)玻璃，還是有一定節(jié)能性能的玻璃，只要已然成型，就不需要拆掉或再做其他的變動，只用涂上這種材料，或者貼上由該材料做成的貼膜就可以使用了。

第三個優(yōu)勢是靈活性。這種超材料是一種柔性材料，它可以應(yīng)用于不同的場景。

舉個例子，在以前，如果想把低輻射玻璃應(yīng)用在帳篷上，難度就比較大。因為低輻射玻璃需用雙層的、很厚的玻璃把里面的功能層保護起來，缺少靈活性。而現(xiàn)在，我們可以通過這項新技術(shù)，將超材料做成貼膜，或者直接做成涂層噴在帳篷上。

雖然新型節(jié)能玻璃在實驗室中表現(xiàn)良好，但由于更廣泛的耐環(huán)境性測試，例如嚴(yán)寒地區(qū)、高鹽霧地區(qū)的測試還未開展，普適性還有待考證。（科技日報 陳琳 陳勁濤；轉(zhuǎn)載自科普中國網(wǎng)站，文章內(nèi)容由中國科學(xué)院計算機網(wǎng)絡(luò)信息中心監(jiān)制）