透明木材智能窗问世：无需用电即可100%阻挡紫外线

韩国研究人员开发出一种基于木材的智能窗户，可调节光线、阻挡有害紫外线并提升隔热性能，整个过程无需用电。这种材料能根据温度变化自动响应，为电动智能玻璃系统提供了一种无需外接电源的替代方案。

由韩国韩巴国立大学和公州国立大学团队研发的这款透明木材，将改性轻木与聚合物分散液晶相结合，实现了对建筑物采光和热流的调节。

随着供暖、制冷和照明在全球能源消耗中占据很大比重，节能建筑仍面临重大挑战。虽然智能窗户常被视作解决方案，但大多数产品依赖外部电源、传感器或控制系统，增加了成本和复杂性。这种新型透明木材则采用了不同的工作原理。作为被动式系统，它能根据温度自动调节可见光透过率，无需电力或电子元件参与。

实验室测试表明，随着温度升高，这种材料会从不透明变为透明。室温下，窗户允许约28%的可见光透过；当加热到40°C时，在550纳米波长处的透光率可提升至78%左右。这种温度驱动的响应特性使窗户能自然调节日光，在减少眩光和过热的同时，适时改善室内照明效果。

由于该过程由聚合物分散液晶的行为驱动，完全不需要外部能量输入。除了光线调节功能，这种透明木材还具备出色的紫外线防护能力。研究人员报告称，通过被称为"J型聚集效应"的分子排列方式，该材料能近乎100%阻挡UVA波段紫外线，在几乎不影响可见光透过的同时保护人体皮肤和室内装饰。

隔热性是另一大优势。这种木质复合材料的热导率为0.197瓦/米·开尔文，比传统玻璃低近五倍。韩巴国立大学金博士表示："我们的新型生物复合材料热导率仅为0.197瓦/米·开尔文，隔热性能是传统玻璃的近五倍，能显著减缓建筑内部的热量流失或增加。"

该材料还解决了玻璃窗的常见缺陷——夜间隐私问题。在较低温度下，透明木材保持较高的光散射特性，当夜间开启室内照明时，可有效防止外部窥视室内情况。金博士补充道："我们的创新成果可直接替代传统玻璃，它夜间保护隐私、白天提供自然光照，同时大幅降低暖通空调能耗，是一种环保选择。"

研究人员认为该材料在住宅和商业建筑之外也有应用潜力。在农业领域，这种材料可用于智能温室，在不消耗能源的情况下调节阳光并稳定内部温度。金博士指出："它特别适合用于智能温室，通过自动调节阳光和维持稳定的内部生长温度来防止作物灼伤。"团队还指出了其在医疗保健领域的应用前景："可用作柔性皮肤贴片，当体温超过38°C时会变透明，无需电池或电子元件即可提供即时视觉健康警报。"

虽然大规模应用前仍需进一步测试，但这项研究表明工程木材如何在不依赖高耗能系统的情况下实现智能功能，为建筑节能提供了一条更简单的路径。

该研究已发表在《先进复合材料与混合材料》期刊。

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