智能窗户，引领绿色节能新纪元

随着全球气候变化和能源危机的加剧，节能减排已成为建筑领域的重要课题。空调系统作为建筑能耗的主要部分，其能耗占据了建筑总能耗的一半以上。在这样的背景下，智能窗户以其独特的节能潜力，逐渐成为建筑节能减排的新思路。

智能窗户能够根据室内外环境变化自动调节光线、温度等条件，通过自发调节太阳光的入射，有效调控室内温度，减少对空调的依赖。然而，目前市场上的智能窗户多为单一功能，如热致变色窗户，仅能在温度变化下改变颜色以调节透光率；电致变色窗户，则通过电信号改变颜色，满足隐私或装饰需求。

理想的智能窗户应当具备多种功能，以满足不同环境和需求。它需要在炎热天气里持续阻挡强烈太阳光照射，维持室内的凉爽，这就需要热致变色功能。其次，夜晚的隐私保护或商务装饰需求，需要电致变色功能来实现。最后，如果智能窗户能够收集白日的太阳光并转化为电能，即热电转化功能，那将是对节能减排理念的完美诠释。

近日，四川大学伍勇教授和王彩虹副教授带领的研究团队，通过采用温敏离子液体体系，成功设计出了集热致变色、电致变色与热电转化于一体的理想智能窗户。这一创新不仅实现了智能窗户的多功能一体化，还具备了防雾、抗摔和耐热等性质，全面满足了智能窗户的多种需求。

研究团队所采用的温敏离子液体体系，是实现多功能智能窗户的关键。这种体系能够在室内外温差下发电，将窗户本身设计为能源供应体，这不仅符合节能减排的能源发展需求，也为建筑节能提供了新的思路。

在模型屋实验中，研究团队运用传热学的基本原理，计算并分析了智能窗户材料的低热传导率与高比热容，这些是智能窗户节能的重要技术指标。实验结果表明，这种智能窗户在实际应用中能够有效降低室内温度，减少空调使用，从而达到节能减排的效果。

研究中首次报道的“多功能一体化”智能窗户，展现了离子凝胶在建筑节能和环境适应性方面的巨大应用潜力。这种材料不仅能够在不同温度下改变其物理状态，还能够在室内外温差下实现能量转换，为建筑节能提供了新的可能性。

智能窗户的发展，不仅仅是技术的突破，更是对节能减排理念的深刻实践。随着多功能一体化智能窗户的诞生，我们有理由相信，未来的建筑将更加智能、节能和环保。这不仅是对现有建筑技术的一次革命，也是对人类居住环境的一次深刻改善。让我们期待，这扇“未来之窗”能够早日走进千家万户，为我们的生活带来更多的舒适与便捷。

参考资料：Yue Ma, Yunbo Wang, Junyu Zhou, Yueyang Lan, Sheng Jiang, Yifan Ge, Shuai Tan, Shiguo Zhang, Caihong Wang* and Yong Wu.LCST ion gels fabricating “all-in-one” smart windows: thermotropic, electrochromic and power-generating. Mater. Horiz., 2024