节能型建筑围护结构在降低能源消耗和维持室内热舒适性方面发挥着关键作用，其中窗体玻璃在调控太阳辐射以及室内外热交换过程中尤为重要。在季节变化显著的地区，玻璃系统需要在夏季尽可能减少太阳热量的进入，同时在冬季降低室内热量的散失。然而，在实现高可见光透过率、低相变温度以及可靠可控调节的智能窗体玻璃方面仍然存在挑战。

近日，我所应用化学中心/福建省纳米材料重点实验室吴立新团队创新性地构建了一种“三明治结构”多功能涂层体系用于智能窗体。该智能体系包括透明PDMS/MXene-AgNP光热层、AgNWs电热导电层以及嵌入VO₂纳米颗粒的PVDF-TrFE/PDMS纳米纤维热致变色层。通过光热与电热协同调控机制，实现了VO₂相变的快速触发与精确控制，有效解决了传统智能窗响应速度慢、调控能力不足的问题。同时，引入微纳结构构建的超疏水表面，使材料具备优异的自清洁及抗结冰性能。

图1. 智能窗涂层设计

性能测试表明，该智能涂层具有优异的综合性能：可见光透过率达到73.9%，太阳光调制能力为12.48%，同时实现了近红外调控及红外发射率的动态调节。在高温环境下，材料可提高辐射散热能力；在低温条件下，则降低热辐射损失，从而实现冬暖夏凉的自适应调控效果。模拟结果显示，该系统可降低建筑暖通空调（HVAC）能耗达36.73%，碳排放减少至62.8 kg m^-2。此外，该涂层表现出优异的超疏水性能（水接触角152°），可将结冰延迟时间提升12.3倍，并显著降低冰附着力，展现出良好的环境稳定性与耐久性。

相关研究成果以“Superhydrophobic thermochromic coating with dual photo-electrothermal modulation for all-season energy efficiency smart window”为题发表于Advanced Functional Materials。论文第一作者为Alix Marcelle Sansi Seukep，通讯作者为吴立新研究员和丁晓红博士。

近年来，该团队围绕功能涂层的结构设计与多场响应调控开展了系列研究工作。在前期研究中，团队通过构建PVDF-TrFE/PDMS纳米纤维网络，实现了兼具高透明性与优异附着性能的超疏水涂层体系，为光学器件和建筑玻璃提供了稳定的表面功能基础(Progress in Organic Coatings 2025, 208, 109470)；进一步发展了基于光热驱动的自修复超疏水涂层，实现了在太阳光照条件下快速恢复表面功能，并显著提升材料在复杂环境中的耐久性和抗结冰能力(J. Mater. Chem. A, 2026, 14, 9464-9479)。此外，针对交通工具（如汽车挡风玻璃）对大规模生产及环保性的需求，开发了一种无氟、环保型UV固化聚氨酯基超疏水涂层，并验证其中汽车上的防冰除冰效果（Progress in Organic Coatings 2025, 204, 109225）。这些研究为本工作中多功能智能窗体系的构建奠定了重要基础。 该系列研究从材料结构调控到器件应用实现了系统性突破，为发展高性能智能调控材料与节能器件提供了新思路，在绿色建筑、低碳节能及智慧城市等领域具有广阔应用前景。

论文链接：https://doi.org/10.1002/adfm.75218

（吴立新课题组供稿）