喷一下,普通玻璃秒变节能玻璃
玻璃窗户可以让我们看到窗外美丽的风景,但是它的隔热保暖效果确不尽如人意。随着科技的发展,一种新型材料被发现。普通玻璃只要喷涂上它就会变成冬季保暖夏季阻热的节能玻璃,这种新材料为什么会有这种神奇的本领呢?
从门窗玻璃流失了我国1/5的能量?
在我国,单纯从门窗玻璃损失的能耗,竟然占到整个社会总能耗的1/5左右。生活中常见的玻璃竟然浪费了那么多能源,有什么方法能解决这一问题呢?
根据热力学基本原理,能量的耗散主要是热量传递。它有三种形式,其中包括有热对流,热传导,还有热辐射。
首先是热对流,门窗只要关紧,就能阻挡室内外的空气对流,热对流耗散的能量被降到了最低。
其次是热传导,为了降低热传导耗散的能量,一般我们会把玻璃做厚或者做成具有中空结构的双层玻璃,甚至会把中空的区域再抽成真空。这样的话,就可以得到从热传导的角度节能的玻璃。
如今最主要的耗散能量的方式是热辐射散热。比如在冬季,室内热量的来源主要是太阳辐射和加热器辐射。太阳辐射携带着太阳的热量,通过玻璃进入室内。但是与此同时,加热器辐射也会通过玻璃跑到室外。作为室内主要热源的来源,加热器辐射大量溢出,就造成了取暖能源的浪费。
玻璃要做到节能,就要让太阳辐射更多地进入,加热器热辐射更少地流出。这给科学家和工程师带来了一个非常烧脑的难题。
超材料出现
科学家发现,太阳热辐射与室内热辐射最大的区别,就是它们处于不同的波段,如果我们在玻璃上设置好波段的入、出条件,就可以调控它们的去留。
基于这样的思路,科学家研发了一种新材料,他们将高透明高分子材料与具有特定结构的纳米组分单元相结合。高透明高分子材料让可见光可以更好地通过,纳米单元则负责筛选辐射,它遇到短波长的太阳辐射就会被激活,然后将这些能量“放行”,而对于室温物体所发射的长波长的热辐射,则会形成一张“大网”将其反射回去。
当这种材料与玻璃相结合,就可以使玻璃在保持良好透光性的同时,让热辐射可以选择性通过,进而达到冬季保温、夏季阻热的目的。