有机硅的应用｜窗户玻璃隔热气凝胶
来源:iotachem.com
发布日期:2023-03-30 11:20:40
3月16日，Nature网站刊登了美国科罗拉多大学物理学院“高透明纤维素气凝胶研究及门窗玻璃隔热应用”的技术进展。
为了保持舒适的室内环境，建筑物消耗了全球 40% 的能源。 窗户和天窗是建筑围护结构中效率最低的部分，因为要同时实现高透明度和玻璃隔热仍然是一项挑战，因为要同时实现高透明度和玻璃隔热，窗户和天窗是建筑围护结构中效率最低的部分。 在这里，科罗拉多大学的一个研究小组展示了由地球上丰富的生物聚合物纤维素制成的高度透明的气凝胶，利用胶体自组装和与卷对卷加工的兼容性等方法。 气凝胶的可见光透射率为 97-99%（优于玻璃），雾度为 ~1%，导热系数低于静止空气。 这些轻质材料可用作多层中空玻璃夹层，也可用于改造现有窗户。 该研究论文展示了气凝胶如何提高能源效率，并可能为绝缘玻璃单元、天窗、采光和立面玻璃提供先进的技术解决方案。
为了提供理想的室内条件，需要通过热传导、对流和排放将室内-室外能量交换降到最低，同时很少或没有额外的能源供应。 用玻璃实现这一点尤其具有挑战性。 虽然目前应对这一挑战的解决方案是使用填充有空气或气体的绝缘玻璃单元 (igu)，但此类 igu 的高隔热性能要求玻璃板之间的间隙厚度较大，而这又会受到气体对流、窗格数量和结构的影响 约束。 另一方面，使用更薄的真空绝缘玻璃单元受到密封完整性和高成本的限制。 低发射率的银和其他涂层可以限制室温建筑物内部类似黑体的电磁辐射的能量损失，虽然这些方法可以在一定程度上缓和室内外的温差，但它们是以牺牲透明度为代价的 在可见范围内。
气凝胶是一种高度绝缘的材料，应用范围从管道绝缘到火星探测器，一直被 igus 追捧为气体填充物的固体替代品，因为它们是一类能够胜过静止空气和其他气体的材料，是一种高效的填充物热障材料。 然而，气凝胶通常在机械上很脆弱并且会强烈散射光。 以与建筑相关的规模和成本制造具有低雾度、高透明度和机械稳定性的气凝胶仍然是一个挑战。 透明气凝胶（包括纤维素气凝胶）的开发仍然局限于小规模，同时还没有足够的雾度和透明度以用于大多数类型的玻璃。
