全球暖化日益加剧，建筑物若能应用可因应环境变化自动调节室内光线和湿度的窗户技术，将有助降低能源消耗，推动低碳城市发展。香港理工大学（理大）国际城市能源研究中心研究团队成功研发一款智能窗膜，利用不同物料的特性，令窗户在日间有效降低室内温度，夜间则可吸收空气中的水分并降低窗户透明度，在提升能源效益的同时，亦增强室内舒适度及私隐保障。这款创新窗膜兼具抗菌、耐用及高成本效益等优点，尤其适合香港等潮湿地区应用，为绿色建筑发展提供创新方案。
这项理大研发成果名为「湿度感应及光线调节」（Moisture-responsive and Light-regulating，简称MRLR）薄膜，由理大能源与建筑讲座教授严晋跃教授，以及建筑环境及能源工程学系助理教授（研究）刘俊伟博士共同带领研究团队开发。团队突破现有智能窗膜设计，采用双层结构，分别由亲水性聚丙烯腈（PAN）纳米纤维层，以及具高保水性能的透明聚丙烯酰胺（PAAM）水凝胶组成，藉由物料的吸水与水蒸发特性，达致光线、热能及湿度调节功效。
严教授表示：「现时业界的智能窗膜多采用『热致变色』或『光致变色』材料，以提升建筑物的热能管理效能，但这类薄膜普遍存在成本较高及耐久性不足等问题。理大团队革新窗膜设计，采用环保且低成本的材料，实现同时调节室内光线、热能与湿度的效能，从而降低建筑物对冷却系统的需求。我们研发的薄膜结构简单，具备大规模生产潜力，未来可望为可持续绿色建筑发展作出重要贡献。」
MRLR薄膜可因应日夜环境变化发挥不同功能。日间在阳光照射下，薄膜内储存的水份会蒸发，从而减少进入室内的太阳辐射，降低室内温度；夜间环境相对湿度上升时，薄膜中具亲水性的物料会吸收空气中的水份，其透明度亦会随之下降，在降低室内湿度的同时提升私隐保障。研究结果显示，该薄膜可在夜间六小时内，将实验舱内湿度由91.73%降至53.76%，并于日间将舱内温度降低达21.1°C，环境调节效果显著。
为进一步评估MRLR薄膜在建筑节能及碳减方面的应用潜力，研究团队利用多个主要城市的典型气象年数据建立全球模型。结果显示，该薄膜能有效调节室内温度，降低不同季节的能源需求，对推动全球节能减排具明显效益。按研究城市的数据推算，采用薄膜可使建筑物每年平均能源消耗降低逾20%，而全球年平均碳排放量则可按每平方米减逾18 千克。
刘博士补充：「低纬度地区通常对冷气需求较高，传统空调系统因而成为建筑物的主要耗能来源。MRLR薄膜可全天候调节室内光线、热能与湿度，对香港等位处热带及亚热带地区的城市而言，节能效益尤其显著。」
研究团队亦为薄膜进行了300次吸湿与脱湿循环测试，证实其具备卓越的耐用性及稳定性。由于制造成本低，投资回本期仅需一至两个月，具良好经济效益。此外，实验结果亦显示，薄膜能有效抵抗细菌及真菌污染，并能有效抵御环境中颗粒污染物，即使连续五天暴露于严重污染的空气中，仍能维持良好防尘性能。
有关研究以「可为建筑节能及保护私隐的可扩展湿度感应及光线调节薄膜」为题，已刊载于学术期刊《先进能源材料》（Advanced Energy Materials）。
