多伦多大学的研究人员受到鱿鱼的启发，设计了一种窗户，可以在冬天让光和热进入，但在夏天阻挡热量
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本杰明·赫顿花了很多时间考虑完美的窗户。
夏季，它保留太阳的热量并发光。在冬天，它可以让光和热同时进入。在阴天它会扩散并均匀分布光线，使建筑物保持自然明亮。
简而言之，完美的窗口有点像乌贼。
哈顿是多伦多大学材料科学与工程教授，领导哈顿生物材料与设计实验室。几年前，他和一组研究人员创建了能够根据阳光动态遮阳的面板，模仿鱿鱼、章鱼、磷虾和其他海洋生物移动细胞结构中的色素来改变颜色的方式。这些面板通过切割成薄塑料片的通道移动含有炭黑（用于吸收光）和二氧化钛（用于散射光）等添加剂的液体。
赫顿说，下一个挑战是扩展这个想法，将其变成可用于修复旧建筑的工具。
“我们可以提高窗户的性能，而无需更换整个窗户 [thing]Raphael Kay 说道，他在多伦多大学攻读机械工程硕士学位期间开始与 Hutton 的研究小组合作；他现在正在哈佛大学攻读博士学位。Kay 是两篇关于该团队仪表板系统的论文的作者，分别于 2023 年和今年 5 月发表。
在 2023 年的一篇论文中，研究人员的模型估计，与飞机上使用的最佳电致变色技术相比，他们的三层流体动态窗户版本可以帮助建筑物减少 75% 的供暖能耗、20% 的照明能耗和 43% 的总能耗。
到 2050 年，世界上大约 80% 的建筑物仍将使用。而这些建筑物都是能源消耗者。目前，建筑物消耗了世界能源供应的约三分之一，预计到本世纪中叶这一数字将增加一倍。
原因是什么？ “我们今天设计的建筑有点愚蠢，”哈顿说。建筑物超过四分之一的典型能源用于补偿通过窗户进入或离开的热量：夏季使用强大的空调来对抗太阳造成的温室变暖，冬季使用热爆来对抗透过玻璃窗的寒冷。
尽管窗户在建筑能源利用中发挥着重要作用，但对窗户的研究关注早就应该出现了。
在 20 世纪 70 年代和 80 年代，研究人员与美国和德国工业界合作开发涂料，以限制通过窗玻璃进入建筑物的热辐射量。如今，大多数商业建筑的窗户都贴有这些薄膜，但遮光性能是固定的，这意味着它们不适合气候变化的国家。电致变色窗户首次开发于 20 世纪 80 年代，它推进了动态立面的概念 — 如果您乘坐过新型飞机，窗户可以调暗或通过数字控制调暗，您就已经见过它们。但哈顿说，目前，它们“太贵”了，无法容纳整栋大楼。
然后还有旧的卷帘，他补充道：“或多或少，这就是我们所拥有的。”
赫顿和凯现在正在测试单独的原型来填补空白。在哈佛大学，凯和其他研究人员在一座历史悠久的校园建筑中安装了一个商业规模的原型窗户，学生可以进行实验。一扇两平方英尺的窗户包含一个储液器，可以将其插入两块玻璃之间的空气空间中。该解决方案可以将窗户从透明变为不透明，控制加热和冷却，以及过滤光线。
凯认为，随着城市在商业建筑中实施更高的能源效率标准，商业房地产将成为市场发展的道路。凯说，他设想为现有窗户设计一种薄型应用，其本质上就像一张带有内部液体的巨型贴纸。这使得业主可以改造他们的窗户，而不是完全更换它们。他说，这样一个粘性系统可以由人工智能控制，以响应外面的天气条件。
在多伦多大学，哈顿正在建立一个带有特殊模拟室的实验室，在那里进行测试以确定两米高的原型是否可以在阳光照射时调节室温。
“如果你能制作出两米高的一层，那就意味着它适合安装巨大的落地窗，”他说。 “由于重力对液体的影响，这些东西的高度变得更加困难。”根据原型在实验室中的工作情况，下一步将是在整个校园内对其进行测试。
哈顿设想了一种可以直接进入售后市场的最终产品。但“技术上最终如何，我们仍在研究中，”他说。 “我们现在的处境只是想弄清楚如何最好地使这些层大规模、廉价且可靠，并在不同条件下测试它们的性能。”
凯尔西·罗尔夫 (Kelsey Rolfe) 是一位屡获殊荣的自由商业记者，报道领域包括个人金融、技术和采矿业。他的工作在 环球邮报， 加拿大商业 和逻辑, 等出版物。他为此而努力 财经邮件 他曾是一名记者和编辑 加拿大的兴趣 和 CIM杂志。
