二氧化釩（VO2）是一種具有熱致相變特性的過(guò)渡金屬氧化物，在68℃附近可發(fā)生由金屬態(tài)到半導(dǎo)體態(tài)的可逆相變，同時(shí)伴隨著光學(xué)、電學(xué)等性質(zhì)的突變，因而在智能窗、激光防護(hù)膜、信息存儲(chǔ)、溫度傳感器以及光轉(zhuǎn)換器件等諸多領(lǐng)域存在應(yīng)用價(jià)值。近年來(lái)，節(jié)能技術(shù)受到越來(lái)越多的關(guān)注，因而VO2薄膜作為一種無(wú)需消耗其它能量，僅根據(jù)溫度變化就可控制太陽(yáng)光透過(guò)率的智能窗鍍膜材料，成為領(lǐng)域內(nèi)的研究熱點(diǎn)。從實(shí)際應(yīng)用角度講，智能窗用VO2薄膜還存在一系列問(wèn)題，主要有薄膜可見(jiàn)光透過(guò)率較低、太陽(yáng)能調(diào)節(jié)率不理想、本征的棕黃色在實(shí)際使用過(guò)程中視覺(jué)效果較差等。熱致變色薄膜存在的問(wèn)題，中國(guó)科學(xué)院理化技術(shù)研究所微納材料與技術(shù)研究中心設(shè)計(jì)并制備了一種可高效精準(zhǔn)控制合成的SiO22三層空心納米球（TLHNs）和基于TLHNs的多功能涂層。其中內(nèi)層氧化硅具有良好的減反性能，中層的氧化鈦具有光催化自清潔的性能，最外層的氧化釩具有良好的熱致變色效果。TLHNs涂層的低溫積分透光率為74%，太陽(yáng)能調(diào)控效率為12%，在同類型多功能薄膜中為性能最優(yōu)。此外，研究人員還提出了一種巧妙的計(jì)算模型，可以快速獲得復(fù)雜納米粒子組裝涂層的有效折射率（eff）。計(jì)算和實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，相較致密平整的VO2涂層，該工作提出的三層空心結(jié)構(gòu)能夠顯著降低涂層在可見(jiàn)光區(qū)域的折射率（600 nm處由2.25降低至1.33）和反射率（平均反射率由22.3％降低至5.3％）。

    這項(xiàng)工作為制備同時(shí)具有減反增透、自清潔和熱致變色三功能的復(fù)合涂層提供了新思路。相關(guān)研究成果以Three\Layered Hollow Nanospheres BasedCoatingswith Ultrahigh\Performance of Energy\Saving, Antireflection, and Self\Cleaning for Smart Windows為題發(fā)表于近期出版的Small雜志（DOI: 10.1002/smll.201801661）。理化所研究員賀軍輝是該論文的通訊作者，助理研究員姚琳是該論文的第一作者。

    相關(guān)研究工作得到國(guó)家自然科學(xué)基金（21571182）、國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃（2017YFA0207102）、中科院青年創(chuàng)新促進(jìn)會(huì)（2016023）和理化所所長(zhǎng)基金（2017-YL）的大力支持。

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責(zé)任編輯：殷鵬飛

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