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名古屋大學開發出最高性能日照遮蔽膜,材料使用了三氧化鎢

名古屋大學的長田實教授等人開發出了能反射走約5成近紅外光的薄膜板。該薄膜板可以透射可見光,但對于太陽光熱源的近紅外光,其遮擋能力是傳統產品的2倍以上。如果應用于建筑和汽車車窗材料中,可以有效調節室內或車內的溫度。目前,正與材料制造商合作開發,以推進遮陽片的實用性,經過穩定性和耐久性等測試后,力爭在5年左右實現商品化。

目前,屏蔽近紅外線的材料大都使用摻錫氧化銦等,但是存在稀有金屬銦的采購問題,以及提高近紅外光屏蔽率會降低可見光透射率等問題。

長田教授等人開發的遮陽片為薄膜狀,由約20層厚度分別約為3納米(納米為十億分之一米)的摻銫氧化鎢薄膜重疊而成。

遮陽片在反射53%的近紅外光的同時,可透射71%的可見光。長田教授表示:“這可能是世界上首次獲得反射性和透射性并存的材料。”

納米三氧化鎢圖片

在實驗中,將不同遮陽片貼在黑色衣服上進行對比測試。在夏季烈日下暴曬10分鐘左右,之后用熱成像儀確認溫度上升的情況。結果發現,在未經處理的石英基板下的衣服的表面溫度達到了43攝氏度。另一方面,在新開發的遮陽片下的衣服,并沒有像前面的測試般溫度上升16度,而是仍保持在27攝氏度,由此可知,新遮陽片有效地抑制了溫度的上升。

新遮陽片是通過使用自主研發的“高速液相薄膜制作法”制作而成的。將摻銫氧化鎢薄膜分散的膠體水溶液一滴一滴地滴在基板上,然后將其吸出,如此反復操作,就可以將薄膜毫無縫隙地鋪滿在基板上,形成薄膜狀。

長田教授表示由于產品處于開發階段,遮陽片價格現階段尚未確定。不過,氧化鎢原料容易獲得,只需涂在玻璃等材料上即可發揮作用。由于制作方法簡單,因此與以往的產品相比,預計可以降低制造成本。

據國際能源署(IEA)2018年的報告書顯示,空調、電風扇等相關產品的用電量占全世界用電量的10%。國際能源署預測,到2050年,能源需求將翻三倍。

目前,空調設備通過搭載變頻器等方式推進節能化。但除了這一方法外,提高建筑隔熱性和改進窗戶材料也有助于抑制能源消耗。從這一點來看,新開發的遮陽片預計會有較高的市場需求。

長田教授表示:“由于新膜片兼具透射性和反射性,也有望應用于追求觀賞性的汽車和建筑領域。”

 

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