名古屋大學的長田實教授等人開發出了能反射走約5成近紅外光光的薄膜板。該薄膜板可以透射可見光,但對於太陽光熱源的近紅外光光,其遮擋能力是傳統產品的2倍以上。如果應用於建築和汽車車窗材料中,可以有效調節室内或車内的溫度。目前,正與材料製造商合作開發,以推進遮陽片的實用性,經過穩定性和耐久性等測試後,力爭在5年左右實施商品化。
名古屋大學開發出的厚度爲3奈米左右的奈米片,材料使用了三氧化鎢(原子力顯微鏡影像)
目前,屏蔽近紅外光線的材料大都使用摻錫氧化銦等,但是存在稀有金屬銦的採購問題,以及提高近紅外光光屏蔽率會降低可見光透射率等問題。
長田教授等人開發的遮陽片爲薄膜狀,由約20層厚度分別約爲3奈米(奈米爲十億分之一米)的摻銫氧化鎢薄膜重疊而成。
遮陽片在反射53%的近紅外光光的同時,可透射71%的可見光。長田教授表示:「這可能是世界上首次獲得反射性和透射性並存的材料。」
在實驗中,將不同遮陽片貼在黑色衣服上進行對比測試。在夏季烈日下暴曬10分鐘左右,之後用熱成像儀應答溫度擧升的情況。結果發現,在未經處理的石英基底層下的衣服的表面溫度達到了43攝氏度。另一方面,在新開發的遮陽片下的衣服,並沒有像前面的測試般溫度擧升16度,而是仍保持在27攝氏度,由此可知,新遮陽片有效地抑制了溫度的擧升。
新遮陽片是透過使用自主研發的「高速液相薄膜製作法」製作而成的。將摻銫氧化鎢薄膜分散的膠體水溶液一滴一滴地滴在基底層上,然後將其吸出,如此反復操作,就可以將薄膜毫無縫隙地鋪滿在基底層上,形成薄膜狀。
名古屋大學開發的含有奈米片的膠體溶液
長田教授表示由於產品處於開發階段,遮陽片價格現階段尚未確定。不過,氧化鎢原料容易獲得,只需塗在玻璃等材料上即可發揮作用。由於製作方法簡單,因此與以往的產品相比,預計可以降低製造成本。
據國際能源署(IEA)2018年的報告書顯示,空調、電扇等相關產品的用電量佔全世界用電量的10%。國際能源署預測,到2050年,能源需求將翻三倍。
目前,空調設備透過搭載變頻器等方式推進節能化。但除了這一方法外,提高建築隔熱性和改進窗戶材料也有助於抑制能源消耗。從這一點來看,新開發的遮陽片預計會有較高的市場需求。
長田教授表示:「由於新膜片兼具透射性和反射性,也有望應用於追求觀賞性的汽車和建築領域。」
日文:鈴木卓郎、《日經產業新聞》、2023/6/5
翻譯:JST客觀日本編輯部