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如何不用太多電源、不影響建築外觀，讓建築冬暖夏涼？美國科學家最近研發出的「電致變形材料」，可以讓銅顆粒輕鬆在液態與固態之間切換，或許能提供解答。

芝加哥大學研究團隊開發出的變形材料，由不容易起火的材料層層組成，包括聚氨酯薄膜、石墨烯片和金網格，其中的關鍵則在於水性電解質和銅顆粒。

當材料處於加熱模式時，銅顆粒會沉積在薄膜上，形成一層可以吸收日照熱能的固態層，若要進入冷卻模式，則只要低電流通過即可，顆粒就會在電解質中分散開來，變成液態模式，反射太陽的紅外熱量。

經過團隊測試，材料可順利來回切換 1,800 次。首席研究員助理教授 Po-Chun Hsu 表示，就像人冷的時候可以加一件衣服保暖、熱的時候再脫下，新的智慧材料讓我們無需使用大量能源，即讓建築物恆溫。

電致變形材料跟電致變色材料有點相似，後者則常見於窗戶薄膜跟太陽眼鏡。研究人員發現，當材料處於固態加熱模式時，能保留接觸到的 93% 的紅外能量，冷卻模式則能反射高達 92% 能量。

研究人員表示，由於只要低電流就能在固態與液態模式來全切換，可節省建築物暖通空調（HVAC）成本高達 8.4%。Hsu 指出，對於不需要經常切換的建築物來說，實際上使用的電量可以忽略不計。

另外，材料在固態模式為銅金屬色系，在冷卻模式下則是透明的，可以顯示底層的顏料，因此材料除了有溫度調節優勢，也會變成建築設計元素的一環。

目前研究人員已經製造出大約 6 公分寬的材料塊，而且也可以透過屋頂版的格局，輕鬆擴大覆蓋範圍。團隊下一步是提高材料在被動熱控制方面的價值，在液態跟固態切換時有新的應用。

Ref: https://technews.tw/2023/01/29/building-temps/