由於高油價時代的來臨與地球暖化議題的壓力，可以減緩能源短缺與地球溫室效應影響的能源與節能相關產業已漸露鋒芒，預估將成為21世紀主流產業之一。工研院材化所開發的透明紅外線阻絕材料為高性能節能材料，本文針對此材料於透明紅外線阻絕塗料、薄膜、玻璃與塑膠建材之應用做一簡單介紹，其更多的延伸應用技術與產品仍待開發，實為一值得投入的產品技術項目。
透明隔熱機制

2. 熱傳機制
一般熱傳遞的機制包括輻射、傳導、對流。對於亞熱帶地區窗戶的隔熱而言，室內外溫差較小，熱傳導（數十瓦）的熱量與熱輻射（數百瓦）比較，貢獻相對較小。因此，防止陽光輻射熱直接進入室內為建材隔熱的首要工作。當陽光照射到玻璃時，一部分光被反射，一部分穿透玻璃，另一部分則會被玻璃吸收再轉換成熱，再向室內與室外傳遞（圖二）。以隔熱的觀點而言，反射的機制最佳，吸熱次之。吸熱的機制可以將熱吸收於玻璃上，避免直接輻射於室內物體造成加熱效果，且可經輻射與對流作用傳到室外，由於室外對流較暢旺，往室外熱傳可達約70%左右，其效果約等於熱反射機制的70%左右，因此，經由吸熱的機制也可達到隔熱的目的。

3. 透明隔熱材料與隔熱機制
電漿波長(Plasma-wavelength)為一般的導電材料的特性波長，小於此波長的入射光將可穿透，等於此波長的入射光將被吸收，大於此波長的入射光將被反射，因此一般透明金屬氧化物材料的紅外線阻絕性能與此波長的位置有關，電漿波長為780 nm左右時，材料將可同時滿足透明性與紅外線阻絕的隔熱需求。由於電漿波長隨著載子密度(Carrier Density)的增加而減低，載子密度又與導電性或電阻有關，因此如能調整材料的電阻，使其電漿波長移至780nm，將可同時滿足透明性與紅外線阻絕的隔熱需求。一般金屬如Ag的電阻太低(1.6 × 10-6 Ω-cm)，導致其電漿波長太小，使 400~800 nm的可見光均被反射或吸收，也使得玻璃透光性下降，甚至變得不透明。以往應用較普遍的透明隔熱材料電阻太高（約10-4 Ω-cm)，在可見光穿透度70%時，紅外光穿透率僅有55%，隔熱性能不佳。如能控制透明導電材料的電漿波長至紅外線與可見光交界(780 nm)附近，將可產生可見光區穿透、紅外光區反射或吸收的光譜選擇性隔熱膜材。

透明隔熱材料與應用
目前的透明隔熱材主要以隔熱膜的形式應用於建築、汽車玻璃的隔熱上，不但創造舒適的生活空間，亦可節省龐大的空調用電，對於節能與降低地球暖化效應將具有極大的貢獻。此外，隔熱膜尚可應用於農業用膜，例如溫室，以防止農作物過度日曬。透明隔熱膜技術與產品因應用的不同，可結合不同的透明載體與技術，衍生出各式的商品。

目前工研院已開發出以奈米塗料製作之高透光隔熱膜產品，透明隔熱膜外觀清澈，緊貼於窗戶玻璃上（圖五）。另以電子顯微鏡觀測，顯示隔熱粉體在膜中呈現奈米分散，粒徑小於80 nm ，如圖六所示。以此奈米透明隔熱塗料製作的隔熱膜進行隔熱性能檢測，結果如圖七所示。在測試條件下，玻璃貼上此奈米隔熱膜後，可降低室內溫度約8°C ，證明具有相當的隔熱效果。檢測隔熱膜之光學性能如表一所示，並與市售光學性能做一比較。以本技術開發的隔熱膜具有最高可見光穿透率(Tvis =71%)及紅外線阻隔率(Rir = 90%)，以及低成本與高隔熱性能的優點，且不影響電子通訊傳輸，鏡面也不會反光，極具市場競爭力。

本研究團隊開發的透明隔熱材料亦可直接塗佈於玻璃基材，再經熱裂解處理後，形成純無機氧化物膜，其UV-VIS-IR光譜如圖八所示，證明以直接鍍膜的製作方式亦可得到高可見光穿透率與紅外線阻隔率的透明隔熱玻璃，且此材料亦具極高的紅外線反射率，並可使用在單片玻璃上，未來有機會進一步應用於建築、汽車玻璃的隔熱節能應用上…

圖六、隔熱膜之TEM 圖 圖七、奈米隔熱膜之隔熱檢測溫升圖