受鱿鱼启发的智能窗户让建筑更加节能

多伦多大学的研究人员一直在忙着从鱿鱼波动和变色的皮肤中汲取灵感，并利用它创建一个多层流体系统，该系统可以显著降低与加热、照明和冷却建筑相关的能源成本。超过四分之一的建筑能量通过其玻璃窗损失，因此该大学开发了液体填充板，目的是为窗户加装玻璃窗，进而利用这些玻璃窗装饰现代建筑。

鱿鱼会在皮肤中移动某种类型的色素，这实际上会改变皮肤的颜色和外观。多伦多大学利用一种模拟这种运动的装置，借助通道将染料溶液、甘油和碳粉悬浮液等各种液体输送到薄塑料片中。多伦多大学材料科学与工程教授本杰明·哈顿表示：“这种方法的优点是可以使用简单、相对便宜、无毒的水性流体。”

通过生产这些液体窗户，该大学希望使建筑更加节能，因为目前，建筑消耗的能源约占世界的三分之一。智能建筑技术，如自动百叶窗和电色百叶窗已被纳入现代建筑，但这些系统也有其局限性。他们无法真正区分不同波长的光，也无法控制光的分布。相反，多伦多大学利用简单和经济的元素创造了一个充满活力和创新的系统。三片薄薄的有机玻璃被连接在一起，每片都有2-3mm的图案化通道。研究人员通过这些薄片插入不同的液体——吸收各种颜色光的水性染料溶液或甘油，控制光透射的碳颜料悬浮液；以及能够引导穿过的光的二氧化钛纳米颗粒悬浮液。

他说：“如果我们只有一层专注于调制近红外光的传输——甚至不接触光谱的可见部分，我们发现，在静态基线上，我们每年可以节省大约25%的加热、冷却和照明能量。如果我们有两层——红外和可见光，则更接近50%。这是非常显著的节约。”目前，他们开发的面板只有30×30厘米，但该团队希望构建更大的设计，以用于更大的建筑。他们表示，与目前市场上的变暗窗户相比，这些液体窗户每年可节省75%的热能、20%的照明用电和43%的总能耗。