全球建筑能耗中,近半数用于供暖与制冷。随着极端天气事件增多,对气候控制的需求持续上升,进一步推高了能源消耗与相关排放。墨尔本大学的研究团队正致力于开发新型智能材料,以全新的方式应对这一挑战。
该研究团队的设计灵感来源于变色龙,其核心是开发能够感知并自适应环境变化的相变材料,而无需消耗额外能量。其中,二氧化钒是关键材料之一,其原子结构会随温度变化而改变:在较低温度时,它能透射红外辐射(热量);在较高温度时,则转变为反射红外辐射。这意味着在夏季,该材料可反射太阳热,辅助建筑降温;在冬季,则允许热量进入,帮助保暖。这一转变过程瞬间完成,且可反复发生。
这种智能材料的应用前景广泛,例如可作为涂层应用于建筑窗户、外墙或屋顶。当环境温度变化时,材料能自主调节其热学性质,从而减少对主动供暖或制冷系统的依赖。从实验室走向实际应用仍需克服规模化工生产和长期耐久性等工程挑战。
研究人员指出,此类自适应智能材料代表了应对建筑能耗问题的一种新思路。它并非旨在取代现有系统,而是作为一种补充工具,通过优化建筑与环境的实时互动来提升能效。随着全球向净零排放目标迈进,此类技术的开发与应用预计将得到更多关注。











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