莱斯大学的研究人员开发了一种智能材料，可以根据温度的变化调整其透明度，在耐用性、透明度和响应能力方面优于同类材料。据一家公司称，这种新型聚合物混合物可以显着提高室内空间冷却的能源效率。新研究发表于焦耳。

冷静下来可能是一个问题生或死，但是空调——当和如果有的话— 已占世界能源使用量的 7% 和碳排放量的 3%。随着气温创历史新高，热浪生长更频繁在全球范围内，对更有效的方法来控制室内温度的需求也变得更加迫切。

缓解这个问题的一种方法是在窗户上涂上一层材料，既能阻挡热量，又能允许光线通过。其中一类材料是热致变色材料，但现有品种仍然太昂贵且寿命短，无法为建筑物、车辆和其他需要的地方提供可行的选择。

由普利克尔·阿贾扬 (Pulickel Ajayan) 领导的纳米材料实验室的莱斯大学工程师开发的新型盐化聚合物共混系统克服了这些挑战，有可能实现热致变色材料作为节能室内空间冷却技术的大规模部署。

“想象一下，随着天气变暖，窗户的透明度会降低，从而在不消耗能源的情况下保持室内凉爽，”Sreehari Saju 说，材料科学莱斯大学纳米工程博士生，该研究的共同主要作者。“我们的配方利用有机和无机成分来克服现有热致变色材料的局限性，例如寿命短和成本高。

“此外，这种材料的热响应与现实世界的环境需求非常匹配。我们认为由这种材料制成的智能窗户可以显着减少能源消耗在建筑物中，对能源成本和碳足迹产生切实的影响。”

研究人员将实验方法与计算模拟相结合，以了解材料在不同环境和建筑设置下的行为。例如，他们评估了该材料在世界各地特定城市地区的表现，以了解其大规模部署时的潜在影响。

“我们的方法是独一无二的，因为它需要材料和技术之间的精确平衡，这是以前从未在这种组合中探索过的，为开发智能材料提供了一条新途径，”Ajayan 研究小组的研究科学家、联合研究人员阿南德·普蒂拉特 (Anand Puthirath) 说。该研究的主要作者。“我们进行了全面的实验来表征材料的特性，以及环境稳定性和耐久性测试，表明我们的混合物可以超越现有的热致变色材料。”

研究人员通过将两种聚合物与一种盐混合来合成这种材料，并致力于优化其成分，以实现透明和不透明状态之间随温度波动的平滑过渡。他们的研究结果表明，新型热致变色混合物不仅在调节太阳辐射方面非常有效，而且非常耐用，预计使用寿命为 60 年。

该研究的通讯作者、莱斯大学本杰明·M·安德森和玛丽·格林伍德·安德森工程教授、教授兼系主任阿贾扬说：“这些研究结果为热致变色材料的耐久性和性能树立了新的基准，特别是在一个简单的、实际可行的系统中。”材料科学和纳米工程。

“我们的工作解决了一个关键挑战可持续建筑，提供实用且可扩展的解决方案来增强能源效率在建筑物中。”

该材料的热致变色行为是与香港中文大学沙田分校电子工程系的龙一教授和她的博士生王山成合作研究的。