背景介绍：建筑领域的能源消耗在全球占比颇高，其中建筑围护结构贡献了约 30% 的能耗，而窗户作为围护结构的重要部分（占比 15% - 40%），直接影响着建筑能效 —— 建筑物约 50% 的能耗都与供暖、通风和空调系统相关。自然界中，太阳以短波辐射（≈5800 K）为地球供热，地球则通过长波红外（8 - 13 µm）向深空（≈3 K）散热，这种能量交换机制为新型智能窗技术提供了思路。但传统单一功能的窗户（如仅侧重太阳能加热或辐射冷却），容易因环境变化导致室内热管理失衡，反而可能增加能耗。尽管现有智能窗通过热、电等方式驱动，但大多只能调节单一光谱，少数实现宽带调节的技术也存在连续调节能力不足或效果欠佳的问题，难以适应复杂气候条件，因此开发兼具动态适应性和多模式调节能力的智能窗成为建筑节能的关键。

为解决现有技术的局限性，来自南京航空航天大学智能纳米材料与器件教育部重点实验室李秀强教授团队在 《Advanced Science》 期刊发布了一种创新的可湿度控制的智能窗户的研究。在该研究中，团队通过开发一种具有纳米多孔结构的且有湿度响应性的PTFE/PVA 复合膜，并将其集成在两层玻璃之间，构建了湿度控制智能窗。该智能窗可通过 PTFE/PVA 复合材料对水蒸气的可逆吸附和解吸，实现太阳能和热辐射的动态协同调制。

如 Figure 1a–c 所示，在干燥模式下，其实现高太阳能反射率（Rsolar=66.4%），有效阻止太阳加热，同时具有高长波红外透射率（TLWIR=54.6%），促进室内散热；而在湿润模式下，太阳能反射率（Rsolar=12.0%）极低，最大化利用太阳能进行加热，长波红外透射率（TLWIR=3.2%）也极低，显著减少热损失。复合膜的长波红外发射率在干燥状态下测量为 44.87%，在湿润状态下为 83.72%。因此，通过调节玻璃层之间的湿度水平，该智能窗可通过 PTFE/PVA 复合材料对水蒸气的可逆吸附和解吸，实现太阳能和热辐射的动态协同调制。

统计分析显示，与普通窗户和低发射率（Low-E）窗户相比，PTFE/PVA 智能窗的年总能耗分别降低约 25% 和 40%。与文献中报道的现有宽带智能窗（如热致变色、电致变色或机械变色材料）相比，该智能窗经过精确的湿度控制，可以实现宽带光谱范围内的连续调制，并表现优异，如太阳能反射率调制幅度高达 54.4%，热透射率调制幅度为 51.4%，可显著降低建筑能耗。此外，它具有结构简单、无污染的优点，从而展现出优异的实用性。

动态且连续地调节通过窗户的太阳能和热辐射，对提升建筑能源效率很重要。本研究中，PTFE/PVA 智能窗有着高效且连续的调节性能、出色的稳定性和成本效益，这种创新智能窗为建筑节能提供了一种有前景的解决方案。

文献来源：https://doi.org/10.1002/advs.202506980