由 NTU 研究人员开发的新型电致变色 (EC) 窗节能材料可通过轻触开关操作，旨在阻挡红外线辐射，红外线辐射是太阳光发出热量的主要成分。
这种新材料具有专门设计的纳米结构，包括二氧化钛 (TiO 2 )、三氧化钨 (WO 3 )、钕-铌 (Nd-Nb) 和氧化锡 (IV) (SnO 2 )等先进材料。这种复合材料旨在涂在玻璃窗板上，当被电激活时，用户将能够“打开和关闭”通过窗户的红外辐射传输。
该发明与ACS Omega杂志的封面一起出现，根据实验模拟，它可以阻挡多达 70% 的红外辐射，而不会影响透过窗户的视野，因为它允许多达 90% 的可见光通过。
与市售的电致变色窗相比，这种材料在调节热量方面的效率也高出约 30%，并且由于其耐用性而制造成本更低。
对当前电致变色 (EC) 窗口的改进
电致变色窗户是当今“绿色”建筑的常见特征。它们的工作原理是在使用时着色，减少进入房间的光线。
市售电致变色窗通常在玻璃面板的一侧涂有一层三氧化钨 (WO 3 )，而另一侧没有。当窗户打开时，电流将锂离子移动到含有 WO 3的一侧，窗户变暗或变得不透明。一旦关闭，离子就会从镀膜玻璃上移开，窗口再次变得清晰。
然而，目前的电致变色窗户只能有效阻挡可见光，而不能有效阻挡红外线辐射，这意味着热量会继续通过窗户，使房间变暖。
当前技术的另一个缺点是其耐用性，因为电致变色组件的性能往往会在三到五年内下降。在实验室测试中，NTU 的电致变色技术经过严格的开关循环以评估其耐用性 结果表明窗户的特性保持了出色的稳定性(阻挡了 65% 以上的红外辐射)证明了其卓越的性能、可行性和成本节约潜力长期用于可持续建筑。
电致变色窗研究的主要作者、南洋理工大学材料科学与工程学院的 Alfred Tok 副教授说：“通过结合特殊设计的纳米结构，我们使材料能够以‘选择性’的方式进行反应，在阻挡近红外辐射的同时，每当我们的电致变色窗户打开时，大部分可见光都能通过。先进材料的选择也有助于提高智能窗户的性能、稳定性和耐用性。”
研究小组表示，新的电致变色技术可能有助于节约用于建筑物供暖和制冷的能源，并有助于未来可持续绿色建筑的设计。
该研究反映了南大致力于解决人类在可持续性方面面临的重大挑战，这是南大 2025 战略计划的一部分，该计划旨在加速将研究发现转化为减轻人类对环境影响的创新。
下一代智能窗：控制红外辐射和传导热
为了提高智能窗户技术的性能，南大团队在与期刊报道的另一项工作中创建了一个开关系统，有助于控制传导热量，即来自外部环境的热量。
获得专利的 NTU 开关包含磁性碳基颗粒和导热良好的薄膜。当开关关闭时，传导的热量不能通过窗口传递。当打开时，热量将被允许通过玻璃窗。
当与新开发的电致变色材料结合时，该团队的智能窗可以控制两种类型的热传递：红外辐射和传导热，这是通过物质进行热传递的主要方式。