کنترل آفتاب با پنجره های هوشمند جدید

به گزارش "برق نیوز" در آزمایشگاه ملی لارنس برکلی وابسته به وزارت انرژی امریکا، تحقیقاتی بر روی پنجره‌های‌ هوشمند انجام شده است که با استفاده از نتایج آن، با وارد کردن لایه‌ای نازک از نانوکریستال‌ها به شیشه، تابش اشعه آفتاب از پنجره کنترل می‌شود. بهبود این خاصیت از پنجره‌ها، در صورت تجاری شدن پروژه، به افزایش بازده انرژی در ساختمان‌ها کمک خواهد کرد.

فن‌آوری این پوشش بر روی اثر الکتروکرومیک استوار است. انتخاب بین نور مرئی و تابش گرمایی به این معناست که افراد داخل ساختمان، می‌توانند بدون احساس ناراحتی از گرمای نور خورشید، فضایی روشن از نور طبیعی داشته باشند و نیاز کمتری به خنک کردن فضا و استفاده از نور‌های مصنوعی پیدا کنند. این‌ پنجره‌ها همچنین به دو حالت دیگر تاریک و روشنایی کامل نیز می‌تواند تغییر یابند.

نانوکریستال‌های ایندیوم تین-‌اکسید (آبی رنگ) در ساختار شیشه‌ای نیوبیوم اکسید (سبزرنگ) ترکیب می‌شوند و با یک جریان الکتریسیته کوتاه می‌توانند از ورود اشعه گرمازای خورشید به درون اتاق جلوگیری کنند. وقتی ساختار شیشه به نانوکریستال می‌رود، پتانسیل اثر الکتروکرومیک افزایش می‌یابد. بنابراین دانشمندان این پروژه دریافته‌اند که لایه نازک‌تر نانوکریستال نیز می‌تواند همین کارایی را حفظ کند. دلیل اصلی این موضوع آن است که در محل تماس ساختار شیشه با نانوکریستال، اتم‌های ساختار شیشه تغییر حالت می‌دهند و بنابراین فضایی بین ساختار شیشه‌ای باز می‌شود که جابجایی در آن را آسان می‌کند. فارغ از بحث پنجره‌های الکتروکرومیک، این کشف می‌تواند برای حرکت یون‌ها در الکترودهای باتری‌ها نیز مفید واقع شود.

آنچه که باعث الهام دانشمندان در ارتقای این فن‌آوری شده، به گفته میلیرون، ابتکار محققین در پیوند مواد ناهمگن (نانوکریستال به شیشه) به یکدیگر بوده‌ است. این ترکیبات، موجب رسیدن به ویژگی‌های می‌شود که هرگز در موادی  که از ترکیبات همگن به وجود می‌آیند، دیده نمی‌شود. محققین در آزمایشگاه برکلی تنها به تجهیزات علمی دسترسی ندارند، بلکه افرادی در این آزمایشگاه هستند که برای ادامه تحقیقات، دورنما ایجاد می‌کنند.