研究人员利用木质成分创造了一种新型透明材料,可以用作阻挡紫外线的窗户。

IT之家1月14日报道,韩国研究人员最近开发出一种新型木质复合材料,无需使用电力即可根据环境温度自动调节透光率,有效阻挡有害紫外线并提高隔热性能。为依赖电力的传统智能眼镜提供被动替代方案。相关研究成果发表在学术期刊《先进复合材料与混合材料》上。该研究由国立大韩民国大学和韩国公州国立大学的团队联合完成。研究人员将改性轻木(轻木)和分散有聚合物的液晶材料结合起来,创造出一种“透明木材”复合材料,可以自然调节建筑物中的光和热。与传统建筑材料不同,这种新型复合材料是一种纯粹的被动系统,不需要电力或电子元件来运行。在实验室测试中,研究人员发现,随着温度的升高,材料逐渐从不透明状态转变为透明状态。室温下可见光透射率约为28%。当温度升高到40摄氏度时,550纳米波长处的透射率增加到约78%。这种温度变化使窗户能够在不同环境下自动平衡阳光、眩光和室内过热。这一过程基于分散在聚合物中的液晶物理性质的变化,不需要外部能量输入,自然具有节能的优势。这种材料除了具有衰减功能外,还具有优异的防紫外线效果。研究人员表示,透明木材可以阻挡几乎 100% 的 UVA 射线。这种机制来自一种称为 J 聚集效应的分子排列,它可以有效保护人体皮肤和室内装潢,而无需显着影响可见光。在隔热性能方面,这种木质复合材料的导热系数仅为0.197 W·m⁻1·K⁻1,几乎是普通玻璃的五分之一。汉巴大学的 Jin Jin 博士指出,这种材料可以显着减缓热量损失和进入建筑物,这意味着可以减少空调和供暖系统的能耗。隐私保护也是这项技术的一大亮点。与普通玻璃不同,透明木材即使在低温下也能保持很强的色散性能,这使得夜间室内开灯时外界也能看到它。有效解决了夜间玻璃窗隐私性降低的问题。研究小组认为,这种材料有潜力成为玻璃的环保替代品,将白天的自然光与夜间的隐私结合起来。除了住宅和商业建筑外,研究人员还优选对农业和医疗保健的前景也持乐观态度。例如,在智能温室中,这种材料可以自动调节入射的阳光,防止农作物因强光而燃烧,并有助于保持稳定的内部温度,而不需要额外的能源消耗。在医疗场景中,还可以创建柔性皮肤贴片,当身体温度超过 38°C 时,皮肤贴片会自动变得透明。作为一种无需电池或电子设备即可提供健康警报的直观方式。尽管该技术在大规模应用之前还需要进一步测试和验证,但研究结果表明,利用工程木材实现“智能”功能并不一定依赖于能源密集型系统。这为未来的绿色建筑解决方案提供了新的思路。
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