新天工开物︱聪明水凝胶：帮窗玻璃节能保温

给窗户玻璃涂一层胶，就能让它有自动变色的魔力，夏天遮阳挡热，冬天采光透亮。最近，武汉理工大学青年教师吕松团队研发的一款聪明水凝胶让窗户玻璃成为节能好“帮手”。

武汉理工大学船海与能源动力工程学院教师吕松（后）和参与研发出新型水凝胶的学生杨博文一起做实验。记者何晓刚 摄

【研发者说】

讲述人：武汉理工大学船海与能源动力工程学院教师吕松

想象一下，未来有一天，我们家中的窗户玻璃能随着温度变化。高温天气里，它能自动变成奶白色，阻隔太阳辐射，保持屋内凉爽。当温度不断降低，它则会越来越清透，让更多阳光透到室内。我们研发的新型水凝胶，只需往窗户玻璃上一抹，就能让这个场景成为现实。

要知道，窗户玻璃是影响建筑物温度的最主要部件。如何在不折损窗户玻璃透光率的同时能高效散热、保温，是绿色节能领域的研究热点。水凝胶拥有根据温度变色的特性，但传统水凝胶像果冻，质地柔软、易变形，内部由吸水膨胀的高分子链构成，通常无法牢固、持久地黏附在玻璃上。水凝胶涂多了，会让玻璃透光率暴跌；如果要保持透光率，保温散热效果又不显著。

将新型水凝胶涂抹于窗户上后，炎炎夏日能智能将阳光“完全阻挡”（左）或严寒冬日能“完全透光”（右）放阳光进入。

我们通过组合几种特定的复合材料，研发出新型水凝胶，实现了材料性能的跨越式突破。低温环境下，涂了新型水凝胶的窗户玻璃可见光透过率高达97.92%，与普通玻璃无异；高温时，太阳能阻隔率达81.70%，让室内保持阴凉。在相同的炎热环境下，涂了我们新型水凝胶的窗户玻璃可使室内日均温度降低6.95℃，节能效果远超商业节能玻璃。

此外，传统水凝胶在涂抹时需要两块玻璃将其夹在中间，既增加了成本，又损失了透光度。我们的新型水凝胶则可直接涂覆在玻璃表面，无需额外夹持保护，省时、省力、效果好，只要有窗户的地方都能用。

这种材料制备成本低廉、工艺简便，且具备零能耗自适应特性，相较光致变色、电致变色技术更具产业化优势，有望为船舶、汽车、建筑三大高耗能行业带来颠覆性改变。以船舶领域为例，作为“移动的城市”，船舶上层建筑的空调能耗居高不下，而我们的水凝胶可通过高效隔热大幅降低能耗。

【大众点评】

讲述人：武汉某建筑公司产品研发部李总监

我们得知吕松老师研发出新型水凝胶后，第一时间与他取得联系，希望与团队合作开展下一步试点应用。

现代都市中的高层建筑常大面积使用玻璃幕墙，我们在家中也喜欢用落地窗，以看到更美的景观。但是，玻璃也成为冬天损失热量、夏天加大制冷能耗的主要因素。吕松老师团队研发出的新型水凝胶不仅能直接涂抹在玻璃上，还能直接成膜，脱离玻璃独立安装，对产业来说是非常有意义的产品。

（整理：长江日报记者陈晓彤 通讯员谢小琴）

【罗田甜】