由于建筑美學(xué)及材料功能（如采光）需求，現(xiàn)代建筑中玻璃幕墻和窗被越來(lái)越廣泛地使用^[1,2]。然而，大面積透明玻璃的裝配提高了建筑內(nèi)外能量交換效率，加速建筑內(nèi)部能量耗散。

在部分發(fā)達(dá)國(guó)家，建筑物的能源消耗幾乎占總能源消耗的40%，其中，采暖和空調(diào)(HVAC)系統(tǒng)占了建筑能耗的一半。研究表明，大部分建筑能源通過(guò)玻璃幕墻和窗戶(hù)耗散^[3]。為了避免建筑內(nèi)部空間能量耗散，以低輻射玻璃（Low-E glass）為代表的節(jié)能窗備受關(guān)注。

低輻射玻璃或許對(duì)大眾而言還是一個(gè)比較新鮮的詞匯，但在建筑應(yīng)用中，低輻射玻璃的使用可以達(dá)到“冬暖夏涼”效果，具有極佳的隔熱、保溫性能效果。

常見(jiàn)的低輻射玻璃主要通過(guò)濺射技術(shù)在玻璃表面沉積金屬銀制備。在部分降低玻璃可見(jiàn)光透過(guò)率（約降低至75%~80%）的情況下，其表面金屬銀鍍層能大大提高其中紅外反射率（10μm 波長(zhǎng)反射率約60%），并降低其輻射率，從而實(shí)現(xiàn)室內(nèi)外能量交換隔絕。

在低輻射材料的研發(fā)過(guò)程中，紅外光譜分析能有效幫助研究人員測(cè)試、分析材料光學(xué)性能，并指導(dǎo)材料優(yōu)化方向。近日，清華大學(xué)團(tuán)隊(duì)研發(fā)了一種基于一維金屬銀納米線(xiàn)的新型低輻射玻璃。借助布魯克VERTEX 70v傅立葉紅外光譜儀，研究人員發(fā)現(xiàn)這種銀納米線(xiàn)低輻射玻璃具有高于傳統(tǒng)低輻射玻璃的可見(jiàn)光透過(guò)率（圖1.a），和較高的中紅外反射率（10μm 波長(zhǎng)反射率約60%，圖1.b）。在進(jìn)一步優(yōu)化和調(diào)控后，這種基于銀納米線(xiàn)的低輻射玻璃可以使建筑窗戶(hù)在冬季向外輻射降低約30%（圖2）。

科普知識(shí)：熱傳遞的方式有三種，熱傳導(dǎo)，對(duì)流和輻射。為了減少建筑內(nèi)部空間能量向外耗散（夏天室內(nèi)制冷耗散，或冬天室內(nèi)制暖耗散），我們必須同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)熱傳導(dǎo)，對(duì)流和輻射的抑制。玻璃的中空結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可以有效抑制建筑室內(nèi)外熱傳導(dǎo)和對(duì)流，而輻射的抑制只能通過(guò)玻璃的表面修飾或改性來(lái)實(shí)現(xiàn)，即上文說(shuō)的金屬鍍層。

[1] T. E. Johnson, Butterworth Architecture, Boston (1991).

[2] S. M. A. Durrani, E. E. Khawaja, A. M. Al-Shikri, M. F. Al-kuhaili, Energ. Buildings 36 (2004) 891-898.

[3] S. Hoffmann, E. S. Lee, C. Clavero, Sol. Energ. Mat. Sol. C. 123 (2014) 65-80.

[4] S. Lin, H. Y. Wang, X. N. Zhang, et al. Nano Energy 62 (2019) 111-116.