該發明是機械學和材料學的結合，根據不同的條件，輥子來回移動片材，使一半的熱吸收材料或另一半的冷卻材料暴露出來。經過納米級的特殊設計，一種材料吸收太陽的能量，并捕獲現有的熱量，而另一種材料則反射光線，讓熱量通過地球大氣層逃逸到太空。該成果于11月30日在線發表在《Nature Communications》雜志上。
全球超過30%的能源消耗是用于建筑的供暖和制冷，這占全球溫室氣體排放的10%左右。Po-Chun Hsu和他的團隊展示了一種可隨著天氣變化讓我們保持舒適或涼爽的裝置。
這種特殊設計的薄片首先是以聚合物復合材料為基體，可以通過電力運行膨脹或收縮。這使得該裝置能夠與建筑物保持接觸，以傳遞能量，同時還能脫離，使滾輪能夠在不同模式之間切換。
片材的冷卻部分有一層超薄的銀膜，上面覆蓋著一層更薄的透明硅膠，它們一起像鏡子一樣反射太陽光。這些材料的獨特特性還能將能量轉化并發射中程紅外線，而中程紅外線不會與地球大氣層中的氣體發生作用，很容易傳遞到外太空。
當天氣變化帶來加熱需求時，電荷釋放，滾輪拉動板材沿軌道運行。這就把冷卻、反射的那一半板材換成了吸熱的那一半。
為了給下面的建筑供暖，工程師們使用了一層超薄的銅，上面是一層鋅銅納米顆粒。通過將納米顆粒做成特定的大小，并間隔一定的距離，它們與下面的銅相互作用，將光線捕捉到它們的表面，使材料能夠吸收93%以上的太陽光熱量。
Hsu和他的團隊將該設備視為可以與現有的HVAC系統一起工作的東西，而不是完全替代。
"可以使用水管將熱水或冷水送到熱泵或鍋爐系統，而不是直接加熱和冷卻建筑物，"Hus說。"如果有額外的工程，也可以用在墻壁上，形成一種可切換的建筑圍護結構。"
論文標題為《 Integration of daytime radiative cooling and solar heating for year-round energy saving in buildings》。
