來自中國和美國的研究人員共同開發了一種新型玻璃塗層，該塗層能反射熱量並有助於節能，同時對濕氣、紫外線和溫度變化具有抵抗力。
隨著全球各國對能源支出的日益關注，減少浪費以降低排放的努力正在加強。在寒冷地區，取暖需求主要依賴化石燃料，為了減少損失，已經開始使用低輻射率（low-E）塗層的玻璃。
輻射率是衡量材料發射熱量能力的指標。塗層材料的輻射率越低，通過玻璃流失的熱量就越少。儘管低-E塗層被廣泛使用，但在溫度和濕度變化的影響下，它們容易退化，因此這些塗層通常應用於窗戶的內側。
針對玻璃外部的塗層
美國萊斯大學的研究人員與香港中文大學、亞利桑那州立大學、康奈爾大學和多倫多大學的研究人員合作，開發出一種由氮化硼和碳組成的薄而耐用的塗層，該塗層能反射熱量並對紫外線和溫度變化具有抵抗力。
這種玻璃的耐刮擦性也有所提升，並且能提高 2.9% 的能源節省。雖然這個數字看起來不算高，但考慮到美國每年安裝超過 40 億平方英尺的窗戶，這將導致可觀的節省。
萊斯大學材料科學與納米工程教授 Pulickel Ajayan 表示：「雖然純氮化硼的輻射率與玻璃相似，但當添加少量碳後，輻射率顯著降低，這完全改變了遊戲規則。」
塗層的製作方法
研究人員利用脈衝激光沉積技術，通過高能激光脈衝擊打氮化硼靶材，產生的等離子體蒸氣會沉積到基材上。有趣的是，整個過程在室溫下進行，與其他塗層製作所需的高溫環境不同。
與用於製作低-E塗層的銀或銦錫氧化物相比，氮化硼的原材料成本更低。儘管研究人員警告在研究初期不應進行成本比較，但他們指出這種方法可以使用聚合物、紡織品甚至生物表面作為基材。
結合滾筒化學氣相沉積等技術，該方法可以在商業規模上製造塗層。然而，為了證明其實用性，研究人員需要確保其光學清晰度和耐用性優於現有塗層。
香港中文大學的研究人員參與評估這些特性，並發現這種方法「對於密集建築環境來說是一個優秀的解決方案」。
香港中文大學的 Shancheng Wang 在新聞稿中補充道：「透明度和有前景的低輻射率使得掺碳塗層玻璃成為像北京和紐約這樣城市的競爭性節能選擇。」
該研究結果已發表在《先進材料》期刊上。
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