智能窗户是一项令人兴奋的技术，能够根据需要阻挡或让更多的光线进入，通过提高效率，有可能降低大型建筑的能源成本。这项技术已经进入市场，但由于成本和其他因素，广泛采用仍然受到限制。
德克萨斯大学奥斯汀分校的研究人员的一项研究旨在通过一种新型电致变色装置和材料来解决这些问题。该设备使用普通、低成本、可持续的材料，如直链淀粉，一种存在于玉米、土豆和豆类中的天然聚合物。
科克雷尔工程学院沃克机械工程系和德克萨斯材料研究所的教授于桂华说:“迫切需要开发具有优异性能的新型可持续电致变色材料和设备，用于智能窗户。”
“我们从玉米、土豆和其他常见来源中提取的生物质材料能够实现优异的光学性能、可负担性、可持续性和易于制备的电致变色材料和设备。这可能为智能窗户的广泛使用铺平道路。”
这项研究发表在《美国国家科学院院刊》上。
电致变色是一种变色的能力。在智能窗户的情况下，颜色的变化允许光线根据加热和冷却的需要过滤进来或出去。通过施加低电压，研究人员展示了减少或增加设备传输超过85%的光量的能力，并调节其紫外线，可见光和近红外光谱的传输。
在实验中，该技术可以承受连续六周的紫外线照射，1200次循环使用和4000次光透性切换。简单，可用的材料，包括缺乏金属离子或有机溶剂，结合可重复使用的透明电极，在发现中发挥了重要作用。
通过电调节碘和直链淀粉之间的动态主客体相互作用，研究人员实现了新的电致变色系统。
到2030年，包括智能窗户和智能显示器在内的智能玻璃市场预计将达到127亿美元。然而，这种增长受到成本的阻碍，智能窗户的成本高达标准节能窗户的10倍。
根据美国能源部的数据，建筑占美国能源消耗的39%，其中35%来自供暖、通风和空调。
“对更可持续、更节能的建筑解决方案的需求，为智能窗户创造了一个强劲且不断增长的市场，”该研究的第一作者、于实验室的博士后研究员王玉阳(Yuyang Wang)说。“通过巧妙的设计，将众所周知的教科书知识转化为有价值的潜在产品，这是令人兴奋的。”
更多信息:王玉阳等人，可持续，低成本，高对比度电致变色显示器通过主客互动，美国国家科学院院刊(2024)。DOI: 10.1073 / pnas.2401060121期刊信息:美国国家科学院院刊，由德克萨斯大学奥斯汀分校提供引文:土豆、玉米和豆类如何导致智能窗户技术的突破(2024,4月23日)检索自https://techxplore.com/news/2024-04-potatoes-corn-beans-breakthrough-smart.html。除为私人学习或研究目的而进行的任何公平交易外，未经书面许可，不得转载任何部分。内容仅供参考之用。
