你可能聽說過電致變色窗或太陽鏡，它們可以通過電子方式在透明和有色狀態之間切換。那麼，同樣的技術已被應用於一種新材料，如果安裝在建築物的外牆上，它既可以加熱也可以冷卻。
儘管它們的工作方式並不完全相同，但電致變色設備通常包含兩層薄而透明的電極材料，中間夾着一種電致反應材料。后一種材料在默認情況下是透明的，但當電流在電極層之間流動時就會變暗。
由北卡羅來納州杜克大學的科學家開發的這種新材料以類似的方式工作。它包含了兩個由石墨烯製成的電極層，每個電極層的一側都沉積了一個金格子以此來提高其導電性。在這些層之間則是含有金屬納米顆粒的液體電解質。在材料的底部是一層反射性物質–換句話說，是一面鏡子。
當電流在電極之間流動時，納米粒子通過聚集在頂部電極附近作出反應。這導致電解質變成黑色，因此它吸收並捕獲進入的太陽光的可見光和近紅外光譜。該材料則因此而加熱，從而使其能夠增加建築物現有的加熱系統。
當電流被逆轉時，電解質中的納米顆粒散開使其變成透明進而露出底層的鏡子。這面鏡子將陽光從材料上反射開來，此外，它還允許任何可能被困在後面的近紅外光（熱量）流出。通過這種方式，它能幫助建築物保持涼爽。值得注意的是，反射層是不透明的，所以這種材料不能作為窗戶玻璃使用。
科學家們現在正在進一步開發這項技術，包括增加它在透明和不透明狀態之間來回循環的次數–它目前只能這樣做約24次就會失去效率。
“我可以設想這種技術形成一種建築物的圍護結構或外牆以被動地加熱和冷卻它們，這大大減少我們的HVAC[加熱、通風和空調]系統必須消耗的能量，”這項研究的首席科學家Po-ChunHsu說道，“我對這項工作很有信心，並認為它的未來方向非常有發展前景的。”