标志性学术研究成果

在智能窗领域，发展了近红外光调控的有效途径，提出了“完美窗户”的概念，并探索了其在建筑节能中的应用。热致变色材料是热科学和材料科学紧密联系的前沿和热点领域，关键科学问题为热致变色的调控机理。在科技部重大基础研究计划支持下，研究发现：要实现智能节能，材料设计的核心问题是近红外调控机制必须由吸收转变为反射；对于智能窗而言，红外发射与近红外调控具有相当地位，据此提出智能窗的发展路径。有两篇论文入选重大基础研究计划项目10篇代表作。完美窗户模型获国际学术界广泛认可，论文获多次长篇图文引述。因在该领域的影响力，受瑞典乌普萨拉大学著名学者Granqvist邀请，为Elsevier “The Smart Eco-efficient Built Environment”一书撰写“Nano-based chromogenic technologies for building energy efficiency”一章。Web of Science 检索结果表明课题组在氧化钒智能窗领域能源方向排名第三。

在仿生隐身领域，实现了绿色植物太阳光谱反射以及红外发射特性的仿生模拟。红外和高光谱隐身是多年来未克服难题，是热物理与隐身技术交叉热点领域。关键问题为现有隐身装备红外特征与植被差异显著，且无法实现植被光谱反射特征。研究发现气孔蒸腾对植物红外特征形成的贡献达30%以上，据此基于“过程仿生”理念实现了植物红外特征的逼真模拟，且通过材料组成和结构设计实现了全太阳光谱（250-2500nm）精细匹配。相关专家组认为该方法是实现高光谱对抗的可行途径。成果即将应用到某型号项目上。Web of Science 检索结果表明课题组在仿生树叶工程方向上排名并列第三。

在热光伏领域，发展了可控构筑PN结的新途径，建立了热光伏能量转化的有效途径。热光伏技术直接将热辐射转化为电能输出，在国防及无线输电方面具重要应用前景，关键科学问题为Zn在III-V族半导体中的扩散机制。在863资助下，研究发现GaSb中两种典型Zn扩散浓度分布曲线的直接联系，且发现该现象普遍存在于该类半导体中，并据此发明了高效红外电池制备新工艺。华盛顿大学教授、著名热光伏专家Lewis Fraas认为该工作是一个“breakthrough”。研制的GaSb热光伏电池在陆军军械学院获得了应用。Web of Science 检索结果表明课题组在GaSb热光伏领域排名第二。