名古屋大学：发现具有优异近红外光屏蔽性能的透明导电体纳米片

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摘   要：名古屋大学宣布发现了一种具有高近红外反射性能的新型透明导电体纳米片，通过将其涂覆在玻璃上，成功地开发出一种具有世界最高近红外反射率（53%）和隔热效果的遮阳膜，表现出53%的近红外反射率，为目前世界最高。

关键词：近红外反射、透明导电体纳米片、遮阳膜、金属-半导体异质结构、氧化钨纳米片

名古屋大学宣布发现了一种具有高近红外反射性能的新型透明导电体纳米片，通过将其涂覆在玻璃上，成功地开发出一种具有世界最高近红外反射率（53%）和隔热效果的遮阳膜。

这种遮阳膜（近红外屏蔽膜）同时具备优异的近红外光屏蔽性能和可见光透过率，能够在透过可见光的同时，有效地阻挡作为太阳光热源的近红外光。因此，名古屋大学认为，该膜可以用于实现建筑物空气调节的节能化，其重要性将与日俱增。

传统遮阳膜通常采用掺锡氧化铟（ITO）等氧化物透明导体薄膜，但存在着使用稀有金属带来的资源风险和制造成本等问题。此外，当人们想要提高屏蔽性能时，可见光透过率会降低这样的权衡关系是一大问题。

名古屋大学一直在开发基于纳米片的透明导体，并将其应用于光学薄膜。此次使用了具有层状结构的氧化钨(Cs₄W₁₁O₃₅)作为纳米片的起始材料。通过软化学工艺将层状结构剥离至1层，合成了透明半导体的氧化钨纳米片（Cs_2.7W₁₁O₃₅）。

然后，通过引入氧缺陷实现了载流子(电子)注入。在氢/氩混合气体回流下进行550℃的还原热处理，仅表面被还原，制备出一种引入了氧缺陷的还原型纳米片薄膜（Cs_2.7W₁₁O_35-d：d表示氧缺陷量）。

评估这种纳米片薄膜的导电性能，其显示出与传统ITO相当的高导电性。名古屋大学对其光学特性进行了评估，结果证实，其具有优异的近红外反射特性和可见光透过率，并且近红外反射特性随着薄膜厚度(层叠数)增加而提高。在薄膜厚度为50nm（层叠数20层）的超薄膜中，表现出53%的近红外反射率，该数值为目前世界最高，同时保持了71%的高可见光透过率。

还原型纳米片薄膜的结构评估结果（截面透射型电子显微镜图像）

名古屋大学对遮阳膜显示出高近红外反射率特性的原因进行了研究，结果发现，关键在于金属-半导体异质结构，近红外光被表面的金属层（载流子注入层）有效地反射。

通过将新开发的遮阳膜应用于建筑物和汽车的窗玻璃等，有望发展成为空调节能化相关的重要技术。

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