新加坡南洋理工大學(NTU)的科學家們近日開發了一種節能玻璃，可根據環境條件對建築物內部進行加熱或冷卻。玻璃上塗有一層塗層，能對不斷變化的外部溫度做出反應，並能根據需要在加熱和冷卻之間進行切換，有可能節省能源。
這種玻璃沒有電子元件，通過利用負責加熱和冷卻的不同波長的光來工作。
在夏季，該玻璃抑制太陽能加熱（近紅外光），同時促進輻射冷卻（長波紅外）–這是一種自然現象，熱量通過表面向寒冷的宇宙發射–以冷卻房間。在冬天，它的作用正好相反，使房間變暖。
在實驗室測試中，科學家們使用紅外攝像機來觀察結果，這種玻璃允許在各種條件下發出可控的熱量，證明它有能力對變化的天氣條件作出動態反應。
窗戶通常是建築結構中能源效率最低的部分。根據美國能源部提供的數據估計，建築物中與窗戶有關的能源消耗（加熱和冷卻）每年約佔其總一次能源使用量的4%。
雖然已經開發了各種技術來緩解它們在冷卻或加熱方面的能源需求，但南洋理工大學的團隊認為他們的技術是第一個能夠做到這兩點的技術。
這項研究的主要研究人員龍禕博士說：“今天，大多數節能窗都解決了由可見光和近紅外陽光引起的部分太陽熱增益。然而，研究人員往往忽略了長波長紅外線的輻射冷卻。雖然專註於輻射冷卻的創新已經被用於牆壁和屋頂，但這種功能在冬季變得不可取。”
“我們的團隊首次展示了一種能夠對兩種波長作出有利反應的玻璃，這意味着它可以不斷地自我調整，對所有季節的溫度變化作出反應。”
作為一個概念證明，科學家們使用覆蓋全球所有人口居住地區的氣候數據模擬測試了他們的發明的節能性能。他們發現他們開發的玻璃在暖季和冷季都顯示出了節能效果，總體節能性能高達9.5%。
該研究的第一作者王山成說：“結果證明了在所有類型的氣候下應用我們的玻璃的可行性，因為它能夠幫助減少能源使用，而不受冷熱季節溫度波動的影響。這使我們的發明有別於目前的節能窗，後者往往在季節性變化較小的地區使用有限。”
此外，他們的玻璃的加熱和冷卻性能可以定製，以適應市場和地區的需求。
去年，另一個團隊公布了具有破紀錄效率的透明太陽能電池板，有朝一日可以放置在窗戶上，從建築物中產生可再生能源。