该发明是机械学和材料学的结合，根据不同的条件，辊子来回移动片材，使一半的热吸收材料或另一半的冷却材料暴露出来。经过纳米级的特殊设计，一种材料吸收太阳的能量，并捕获现有的热量，而另一种材料则反射光线，让热量通过地球大气层逃逸到太空。该成果于11月30日在线发表在《Nature Communications》杂志上。

全球超过30%的能源消耗是用于建筑的供暖和制冷，这占全球温室气体排放的10%左右。Po-Chun Hsu和他的团队展示了一种可随着天气变化让我们保持舒适或凉爽的装置。

这种特殊设计的薄片首先是以聚合物复合材料为基体，可以通过电力运行膨胀或收缩。这使得该装置能够与建筑物保持接触，以传递能量，同时还能脱离，使滚轮能够在不同模式之间切换。

片材的冷却部分有一层超薄的银膜，上面覆盖着一层更薄的透明硅胶，它们一起像镜子一样反射太阳光。这些材料的独特特性还能将能量转化并发射中程红外线，而中程红外线不会与地球大气层中的气体发生作用，很容易传递到外太空。

当天气变化带来加热需求时，电荷释放，滚轮拉动板材沿轨道运行。这就把冷却、反射的那一半板材换成了吸热的那一半。

为了给下面的建筑供暖，工程师们使用了一层超薄的铜，上面是一层锌铜纳米颗粒。通过将纳米颗粒做成特定的大小，并间隔一定的距离，它们与下面的铜相互作用，将光线捕捉到它们的表面，使材料能够吸收93%以上的太阳光热量。

Hsu和他的团队将该设备视为可以与现有的HVAC系统一起工作的东西，而不是完全替代。

"可以使用水管将热水或冷水送到热泵或锅炉系统，而不是直接加热和冷却建筑物，"Hus说。"如果有额外的工程，也可以用在墙壁上，形成一种可切换的建筑围护结构。"

论文标题为《 Integration of daytime radiative cooling and solar heating for year-round energy saving in buildings》。