3D打印原型智能窗户 让你的车在太阳下保持凉快

如果你一整天都把车停在太阳底下，除非你够幸运，能够找到有树荫的停车位，否则立马被一种强烈的窒息感包围着。近日，特拉华大学的研究人员研发出一种原型窗户，通过添加一种液体能将太阳光从清晰转变成反射，从而让你的汽车在阳光下保持凉爽。

可变透过率原型的原理图

使用外部加压切换玻璃从不透明到透明是可行的，但每平方英尺100美元，造价太高。但通过将智能技术与3D打印相结合，研究人员研发出一种价廉且易于制造的智能玻璃原型，由一个薄膜覆盖的3D打印塑料面板制成。该面板运用了光学结构，意味着光线折射能后原路返回。这些结构在充满液体的甲基水杨酸酯(与塑料的光学性质相匹配)时变得透明。

美国特拉华大学的基思W.古森(Keith w.Goossen)说:“我们预计，智能玻璃的成本将是目前智能玻璃成本的十分之一，因为我们的智能玻璃可以用同样的方法制造出许多塑料部件，而且不需要复杂的光电技术。”

研究人员使用Stratasys公司的Objet30 Pro 3D打印机制造塑料面板，并利用Stratasys的透明3D打印光聚合物VeroClear为他们的可转换的智能玻璃原型完成了循环反射结构。此外，研究人员还研发了用于测试面板的后处理步骤，以确确保在打印完成后塑料能够保持高度透明并且显示准确的角落。这两种品质都是结构实现逆向反射的必要条件。

通过光学测试对重复结构进行测试，以确定材料的光吸收或表面粗糙度等潜在特性是否会引起意想不到的问题。幸运的是，研究人员能够通过测试来确定逆反射结构是否正常工作。此外，他们还演示了他们的智能窗口原型可以在数千个周期中站起来，在没有任何退化迹象的情况下来回切换。但是，他们也确定有一些液体残留在结构上，现在他们正在开发涂层来帮助液体完全排出。

显然，研究人员的新智能玻璃最令人兴奋的应用之一是汽车挡风玻璃，当它停在阳光下时，它会自动切换到反射状态。古森说：“不能用市面上商用的可切换玻璃，因为在黑暗的状态下挡风玻璃仍然吸收阳光并变热。因为我们的玻璃在非透明状态下是逆向反射的，所以几乎所有的光都被反射，从而保持汽车的热度。”

反光玻璃还可以用来减少摩天大楼对城市变暖的影响，因为它可以将光线直接反射到太阳而不是街道。此外，廉价的塑料逆反射面板也可以用来建立可切换的屋顶，以减少全年阳光充沛地区的家庭住宅供暖和制冷成本。然而，由于在原型智能窗户上使用的液体甲基水杨酸酯在低于16°F的温度下可能会冻结，需要研发抗冻液。

该团队的研究论文已在《光学社会》杂志上发表。