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研讨所在隨機光子超质料輻射調控薄膜的研讨方面获得主要進展
发稿工夫:2020-04-24         作者:高殷 李涛 张航          滥觞:新技术测验考试室     【字号:

  在天下能源消耗中,建築物能源消耗始終占有很大的比重。減少建築能耗不断是能源領域的研讨熱點問題通過對太陽光和室溫物體熱輻射的有用調控是改进建築物能耗的有用途徑。節能玻璃的操纵能够有用地減少門窗熱量損失,其中Low-E玻璃已成爲目前市場上發展最快、應用最廣、市場远景最好的建築節能産品。 

  克日,中國科學院工程热物理研讨所张航研讨员团队基于表面等离激元增透效应和米氏散射原理协同传染感动,研讨出一种针对太阳辐射和室温辐射频谱的辐射调控技术。基于该技术,经由过程特别的金属纳米填料在高分子基体中的高效别离制成的辐射调控薄膜对可见光暗示出极强的透射率(可达85%,圖2a)所示),但對室溫物體所發射的紅外輻射表現出類似于金屬薄膜的強反射(其紅外反射率達95%,圖2b)所示)。因为使兩種選擇性透射機制同時起传染感动,在達到同樣的室溫紅外反射率的同時,可見光的透射率明顯高于基于PVDCVD的連續金屬基膜層來實現選擇性的Low-E玻璃,從而實現了更高的太陽能熱操纵从命。溫室模擬實驗表現出鍍有輻射調控薄膜的玻璃屋比未鍍輻射調控薄膜的玻璃屋溫度进步大約8℃(圖3),可節約取和暖能源的消耗,具有大規模應用远景。與現有的Low-E産品相比,該輻射調控薄膜具有高透光性(>85%)、低霧度(僅3.6%)及抗紫外性能,其性能強、制備工藝簡單、成本低、操纵便利。 

  相關研讨成果Achieving Better Greenhouse Effect than Glass: Visibly Transparent and Low Emissivity Metal-Polymer Hybrid Metamaterials爲題,作爲封面文章發表在ES Energy & Environment雜志(DOI: 10.30919/esee8c325)。相關事情得到國家自然科學基金的資助。 

 

  图1 低辐射涂层的事情原理暗示图

 

 

  图2 本研讨事情中的薄膜与某型号双银Low-E玻璃在(a)可见光透过和(b)红外反射性能的比照

 

 

  圖3本研讨中輻射調控薄膜模擬控溫成果(a)鍍有輻射控溫薄膜的玻璃房;(b)未鍍輻射控溫薄膜的玻璃房;c)鍍有輻射控溫薄膜(玄色曲線)和未鍍輻射控溫薄膜的玻璃房(紅色曲線)的玻璃房溫度隨時間變化曲線。

 

  表1 本研讨事情中的薄膜与某型号双银Low-E玻璃的性能比照

 
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