新加坡南洋理工大学（NTU Singapore）领导的一个国际研究团队发明了一种'智能'窗户材料，该材料可以在不阻挡视线的情况下控制热量的传递，有助于减少建筑物冷却和加热所需的能量。NTU研究人员开发的新型节能材料适用于电致变色（EC）窗户，只需轻轻一按即可操作，旨在阻挡红外辐射——这是阳光中产生热量的主要成分。
新材料具有专门设计的纳米结构，并包含钛 dioxide（TiO2）、钨 trioxide（WO3）、钕-铌（Nd-Nb）和锡（IV）氧化物（SnO2）等先进材料。复合材料旨在涂覆在玻璃窗面板上，当通过电流激活时，用户将能够通过窗户'开关'红外辐射传输。
该发明与《ACS Omega》杂志的封面一起展示，根据实验模拟，可以阻挡高达70％的红外辐射，同时允许高达90％的可见光通过，因此不会影响通过窗户的视线。与商业上可用的电致变色窗户相比，该材料在调节热量方面大约有效30％，并且由于其耐用性而更便宜。与当前的电致变色（EC）窗户相比，电致变色窗户是当今'绿色'建筑中的常见特征。它们在使用时会变暗，减少进入房间的光线。
商业上可用的电致变色窗户通常在一侧的玻璃面板上涂有钨 trioxide（WO3）层，而另一侧则没有。当窗户打开时，电流将锂离子移动到包含WO3的一侧，窗户变暗或变不透明。一旦关闭，离子从涂层玻璃迁移，窗户再次变得清晰。然而，当前的电致变色窗户仅在阻挡可见光方面有效，而不是红外辐射，这意味着热量继续通过窗户，使房间变暖。当前技术的另一个缺点是其耐用性，因为电致变色组件的性能往往在三到五年内退化。
在实验室测试中，NTU的电致变色技术经过严格的开关周期评估其耐用性。结果显示，窗户的性能保持了出色的稳定性（阻挡了超过65％的红外辐射），展示了其优越的性能、可行性和长期使用在可持续建筑中的成本节约潜力。
电致变色窗户研究的负责人，NTU材料科学与工程学院的Alfred Tok副教授说：'通过结合专门设计的纳米结构，我们使材料以'选择性'方式反应，阻挡近红外辐射，同时仍然允许大部分可见光在电致变色窗户打开时通过。先进材料的选择也有助于提高智能窗户的性能、稳定性和耐用性。'新的电致变色技术可能有助于节省用于建筑物加热和冷却的能源，并可能有助于未来可持续绿色建筑的设计，研究团队表示。
该研究反映了大学在NTU 2025战略计划中解决人类在可持续性方面的重大挑战的承诺，该计划旨在加速将研究发现转化为创新，以减轻人类对环境的影响。下一代智能窗户：控制红外辐射和传导热寻求提高其智能窗户技术的性能，NTU团队在期刊中报告的另一项工作中，创建了一个开关系统，帮助控制传导热，这是来自外部环境的热量。NTU专利开关包含磁性碳基颗粒和薄膜，这些颗粒和薄膜是良好的热导体。
当开关关闭时，传导热无法通过窗户传递。当开关打开时，热量将允许通过玻璃窗户。当与新开发的电致变色材料集成时，团队的智能窗户可以控制两种类型的热量传输：红外辐射和传导热，这是通过物质的主要热传递方式。