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  窗戶是建筑、車輛等人們日常中采光需求的重要通道，不僅向室內提供可見光、熱輻射，也是影響能源負荷的關鍵因素。中國的建筑耗能占全國能耗的30%左右，其中窗戶是最不節能的部件之一，其能源損失率可高達60%。

  太陽能是人類能源的“萬源之源”。太陽光透過大氣到達地球的波長范圍大多集中在0.28-2.5 μm，包括紫外光（0.28-0.38 μm）、可見光（0.38-0.76 μm）和紅外光（0.76-2.5 μm）。每到夏天，太陽光透過窗戶射到室內或車內等容易使其內部的溫度升高。夏天汽車在陽光照射下，內部溫度可達80 ^oC以上，不僅影響駕駛人員的乘車環境，還會導致車內設施老化，同時，增加空調能耗等。

圖1. 原理圖

  針對以上問題，鄭州大學申長雨院士、劉春太教授團隊的劉憲虎教授提出通過在高分子材料中引入具有光譜調控功能的材料作為填料，來制備具有調控太陽光波段以及保持可見光透射率的高分子基復合透明膜，可望應用于汽車、建筑等窗戶的節能以及光學設備和透明傳感器等領域，同時實現膜的低成本化。

  劉憲虎課題組與中國科學院北京納米能源與系統研究所潘曹峰研究員以及華中科技大學武漢光電國家研究中心胡彬教授合作制備了一種高透明度、低霧度的超高分子量聚乙烯（UHMWPE）復合透明薄膜，并用于光熱轉換、紫外防護和節能。

  通過溶液共混和熱壓制備了含有不同MXene和BZT含量的UHMWPE薄膜，以確保MXene和BZT的完全結合。MXene與BZT結合形成的二維片層結構改善了復合薄膜的力學強度和熱穩定性。MXene作為一種具有優異光熱轉換效率的材料，在太陽光波段中有較好的吸收性能。同時，MXene氧化產生的TiO₂帶隙在3.2 ~ 4.0 eV之間，能夠很好地匹配光子能量，產生有效的紫外屏蔽。BZT分子的三唑官能團和受阻酚官能團在306和347 nm處對紫外光有較強的屏蔽作用。這些結果表明，MXene和BZT填充的UHMWPE復合薄膜在抗紫外透明器件領域具有良好的應用潛力。

圖2. 復合膜與裸玻璃的冷卻性能對比

  原文鏈接： X. Liu^#, W. Zhang^#, X. Zhang, Z. Zhou, C. Wang, Y. Pan*, B. Hu*, C. Liu*, C. Pan*, C. Shen, Transparent ultrahigh-molecular-weight polyethylene/MXene films with efficient UV-absorption for thermal management, Nature Communications, 2024, 15, 3076. 

  https://doi.org/10.1038/s41467-024-47432-z