这种新型变色龙建筑材料可以通过改变颜色来节能

芝加哥大学普利兹克分子工程学院(PME)的研究人员创造了一种类似变色龙的建筑材料，它可以根据周围的温度改变其红外颜色，以及吸收或释放多少热量。

这种材料被鉴定为变色龙，这是一种爬行动物，因其适应环境的能力而被认可。例如，在炎热的天气里，这种材料可以排出高达92%的红外线热量，帮助冷却建筑物内部。在寒冷的天气里，这种材料只发射出7%的红外线，这有助于保持建筑物的温暖。

“我们基本上找到了一种低能耗的方式来对待建筑，就像对待人一样;冷的时候加一层，热的时候脱一层，”领导这项研究的助理教授徐宝椿说。“这种智能材料可以让我们在不消耗大量能源的情况下保持建筑物的温度。”

建筑预计将消耗全球30%的能源，并贡献10%的温室气体排放。其中大约一半的碳足迹用于室内空间的加热和冷却。

“长期以来，我们大多数人都认为室内温度控制是理所当然的，而没有考虑它需要多少能量，”徐说。“如果我们想要一个碳负的未来，我认为我们必须考虑以更节能的方式控制建筑温度的多种方法。”

研究人员在新论文中描述了该设备如何在金属和液体状态之间快速可逆地翻转。此外，他们还证明，即使在1800次循环之后，在两种配置之间翻转的能力仍然有效。

“这种智能材料可以让我们在不消耗大量能源的情况下保持建筑物的温度。”

该团队模拟了他们的材料在15个不同城市的商业建筑中降低能源成本的潜力，他们得出的结论是，在一个典型的办公大楼中，引起材料电致变色变化所需的电力只占大楼总用电量的不到0.2%。然而，它可能会使该设施每年的暖通空调能耗减少8.4%。

“一旦你在两种状态之间切换，你就不需要再消耗更多的能量来保持这两种状态，”徐说。“因此，对于那些不需要频繁在这些状态之间切换的建筑来说，它使用的电量实际上是非常微不足道的。”

这种经过深思熟虑的设计可以将普通建筑转变为环境友好型建筑，这可能适用于当前的项目和未来的新项目。

徐的团队只生产了少量的这种材料——大约6厘米宽。然而，他们认为，如果需要，这种材料可以被修改为其他用途，或者分层成更大的薄片。

研究人员目前正在研究几种制造这种材料的工艺。此外，他们还想研究材料过渡阶段的潜在应用。

这项研究最近发表在自然可持续发展杂志．