近日，鄭州大學材料科學與工程學院張宗濤副教授課題組與上海大學、中國石油大學（北京）、香港中文大學研究團隊合作，在化學領域國際頂尖期刊Chemical Reviews發(fā)表了題為“Thermochromic Energy Efficient Windows: Fundamentals, Recent Advances, and Perspectives”的綜述性論文。該論文報道了熱致變色智能節(jié)能窗的基本結構、微/中尺度性能調(diào)控及其與其它新興能源技術集成等方面的現(xiàn)狀，并對存在的挑戰(zhàn)和發(fā)展前景予以展望。鄭州大學材料科學與工程學院為論文第一作者單位，張宗濤副教授為論文共同第一作者，上海大學高彥峰教授、香港中文大學龍祎教授為論文通訊作者。

建筑能耗約占我國全社會總能耗的30%，且呈逐年增長趨勢。研究表明，經(jīng)由窗戶等圍護單元熱交換流失的能量占建筑總能耗的50%以上，是建筑節(jié)能關注的重點。熱致變色智能窗可依據(jù)環(huán)境溫度自主調(diào)節(jié)攝入室內(nèi)的太陽輻射熱，從而減少建筑用于采暖和制冷等的消耗，是一類非常具有應用前景的高效節(jié)能窗體系。

該論文回顧了熱致變色智能窗的主要發(fā)展歷程，重點介紹了VO2、水凝膠、鈣鈦礦等幾類代表性熱致變色體系的基本結構、設計策略、光熱調(diào)制機制等的研究進展。主要內(nèi)容包括：第一，總結了二氧化釩熱致變色智能玻璃的研究進展，從原子結構、元素摻雜、納米復合、多層膜結構、微納米表面工程等方面對其熱致變色性能的影響進行了分析，討論了其多功能智能玻璃的進展。第二，概述了熱致變色水凝膠智能窗的調(diào)控機制，討論了包括提高機械強度和穩(wěn)定性、調(diào)控臨界相轉(zhuǎn)變溫度值、增強太陽光調(diào)控能力等方面的進展。第三，總結了鈣鈦礦型智能窗的分類與結構特征，探討了禁帶寬度、相變溫度、顏色、可逆性等的調(diào)控機理及其在智能窗上的應用進展。最后，針對熱致變色智能窗的發(fā)展與未來挑戰(zhàn)，論文從多場調(diào)制、光熱/光譜整合、節(jié)能?發(fā)電一體化等方面進行了論述，指出熱致變色智能窗的相關研究已進入快速發(fā)展階段，未來可從材料性能與多功能化、生產(chǎn)制造技術、實用性與服役等角度加速推進，并指出開展多學科交叉研究和推進“智能窗”之外系統(tǒng)性應用的重要性。

以上工作獲得了國家自然科學基金、資源材料省部共建協(xié)同創(chuàng)新中心開放基金等的資助和支持。

全文鏈接：https://doi.org/10.1021/acs.chemrev.2c00762