在冬季，室內(nèi)熱量的來源主要是太陽(yáng)輻射和加熱器輻射。太陽(yáng)輻射會(huì)通過玻璃進(jìn)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(huì)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(huì)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(yáng)輻射更多地進(jìn)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(yáng)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(shì)呢？

從普通玻璃到節(jié)能玻璃只差一層涂料

太陽(yáng)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(guó)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(jì)了一種對(duì)于輻射能夠進(jìn)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?jiǎng)t負(fù)責(zé)篩選輻射——遇到短波長(zhǎng)的太陽(yáng)輻射時(shí)，它會(huì)被激活，并放行能量；而對(duì)于室溫物體所發(fā)射的長(zhǎng)波長(zhǎng)的熱輻射，則會(huì)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(shí)，選擇性通過熱輻射，進(jìn)而達(dá)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(jìn)行了一場(chǎng)實(shí)驗(yàn)：兩個(gè)玻璃房模型，一個(gè)由普通玻璃制成，另一個(gè)由高效節(jié)能玻璃制成。兩個(gè)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(shí)接受陽(yáng)光直射。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，一個(gè)小時(shí)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(gè)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(duì)太陽(yáng)光熱輻射有著更好的通過率，同時(shí)對(duì)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(duì)比現(xiàn)有的節(jié)能玻璃，新型節(jié)能玻璃的優(yōu)勢(shì)主要有3點(diǎn)。

第一個(gè)優(yōu)勢(shì)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(shí)，盡量讓更多的太陽(yáng)光照射進(jìn)來，因此對(duì)室內(nèi)的溫度控制有更好的效果。

實(shí)驗(yàn)顯示，傳統(tǒng)節(jié)能玻璃的可見光透過率相對(duì)較低，一般為30%—70%，但新型節(jié)能玻璃可達(dá)到85%以上。

第二個(gè)優(yōu)勢(shì)是生產(chǎn)、運(yùn)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(gè)過程會(huì)產(chǎn)生較高的生產(chǎn)成本，運(yùn)輸也不方便。另外，因?yàn)槌Ｒ?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(duì)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(dòng)，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(gè)優(yōu)勢(shì)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(chǎng)景。

舉個(gè)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?yàn)榈洼椛洳Ａ栌秒p層的、很厚的玻璃把里面的功能層保護(hù)起來，缺少靈活性。而現(xiàn)在，我們可以通過這項(xiàng)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(shí)驗(yàn)室中表現(xiàn)良好，但由于更廣泛的耐環(huán)境性測(cè)試，例如嚴(yán)寒地區(qū)、高鹽霧地區(qū)的測(cè)試還未開展，普適性還有待考證。（科技日?qǐng)?bào) 陳琳 陳勁濤；轉(zhuǎn)載自科普中國(guó)網(wǎng)站，文章內(nèi)容由中國(guó)科學(xué)院計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信息中心監(jiān)制）