節能液體窗戶  靈感源自魷魚

編譯／高晟鈞

目前城市中的大多建築物，都消耗了大量的能量來加熱、冷卻與維持室內的照明；受到魷魚等生物體所具備的動態變色皮膚的啟發，多倫多大學的研究人員開發了一種多層流體系統，能降低這些能源消耗的成本。

目前某些智能建築技術，像是自動百葉窗或是電變色窗，都能根據電流改變窗戶的不透明度，控制進入房間的陽光。但這些系統具有一定的侷限性，例如，它不能區分不同波長的光，也不能控制光在空間上的分不方式。

陽光包含了各種波長，像是可見光、紅外線等等，前者主要提供了建築物照明，後者則基本可以視為熱能。舉例來說，冬天的時候，你可能希望兩者都能進入室內；但夏天的時候，你可能只希望可見光而非熱量進入室內。而前文提到的智能技術並沒有能力對此進行選擇。

這項由Raphael Kay和副教授Ben Hatton團隊所開發的液體窗戶，從魷魚的多層皮膚中獲得靈感。許多種類的魷魚皮膚包含多層特殊器官層，包含了控制光吸收與影響反射的細胞；研究團隊通過建立相似的計算機模型開發出了液態窗戶。

它主要由塑料平板組成，平板上佈滿了一系列毫米厚的通道，通過這些通道運輸特製的顏料、和其它分子混和的液體，以篩選太陽光譜中不同的光線。這些薄片可以通過像是魷魚一般的多層堆疊，每一層負責不同類型的功能：控制光強度、篩選波長和調節室內透射光的散射。

作者表示，儘管這些計算機模型是由人類開發，但優化他們的挑戰將是人工智能的工作。透過建造一座可以學習的智能建築，自行根據不同季節、不同溫度、與光照強度的變化，進行每日優化，是相當令人興奮的。作者也表示：「我們仍在研究如何有效地擴大規模，使其能覆蓋整棟建築。儘管需要努力，但這一切都能用無毒、低成本的材料完成。」

「全球範圍內，建築物消耗的能源是巨大的，甚至遠超過運輸或工業製造，因此建築智能材料是一項值得更多關注的領域。」作者說。

資料來源:TechXplore

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