پنجره‌های هوشمند جدید، امکان کنترل شدت عبور گرما و نور را به شما خواهند داد!

به دنبال کاهش مصرف برق و ذخیره‌ی بیشتر انرژی، محققین در حال کار بر روی پنجره‌های هوشمندی هستند که به کاربران این اجازه را بدهد که بتوانند در هوای سرد، گرما و نور بیشتری را وارد خانه‌ی خود کرده و هر زمان که هوا گرم شد، به صورت دلخواه میزان گرما و نور ورودی به خانه را کنترل کنند. این کار باید به وسیله‌ی مانع شدن از عبور نور مرئی انجام شود که نیاز به پنل‌های مخصوص دارد و هم‌اکنون نیز موجود است اما نمی‌تواند به صورت همزمان این کارها را انجام دهد.

اما محققین مدرسه‌ی مهندسی Cockrell واقع در دانشگاه تگزاس، توانسته‌اند یک پنجره‌ی هوشمند را تولید نمایند که می‌تواند نور اجازه‌ی عبور دهد و همزمان با آن، از ورود گرما جلوگیری کند. دو سال پیش بود که خانم Delia Milliron و تیمش موفق شدند تا عینکی را طراحی کنند که شیشه‌ی آن جلوی عبور نور مرئی را بگیرد و اگر کاربران تمایل داشتند، از عبور نور نزدیک به مادون قرمز نیز جلوگیری کنند. این کار با اضافه نمودن نانوبلورهای اکسید ایندیم قلع به شیشه عینک، آن را آغشته با اکسید نیوبیم انجام شد و در نهایت محققین موفق شدند تا ماده‌ای الکتروکرومیک را تولید کنند که همین ماده می‌توانست جلوی عبور نور مرئی را بگیرد.

رسیدن به چنین ماده‌ی با ارزشی، سبب شد تا خانم Delia Milliron به فکر تولید وسائل دیگر به کمک این ماده الکتروکرومیک بیفتد و تحقیقات جدیدی که بر روی این ماده انجام گرفته، حالا این اجازه را به محققین می‌دهد بتوانند شدت نور را به هر میزان که می‌خواهند مسدود نمایند. میزان کنترل نور نیز بسیار بالاست به گونه‌ای که می‌توان تا 90 درصد شدت نور نزدیک به مادون قرمز و 80 درصد نور مرئی را مسدود نمود. از طرفی، حالا این تکنولوژی به قدری توسعه پیدا کرده که به جای چندین ساعت، در عرض تنها چند دقیقه حالت این شیشه‌ها تغییر پیدا کند و به همین دلیل، این ماده الکتروکرومیک می‌تواند استفاده‌ای اقتصادی داشته باشد.

برای اینکه به کارگیری این ماده‌ی الکتروکرومیک عملی باشد، نیاز است تا محققین ماده‌ی مورد نظر را به گونه‌ای طراحی کنند که همه جیز در یک شبکه‌ی متخلخل، در هم تنیده و واحد قرار بگیرد. این مدل طراحی می‌تواند کانالی را برای تغییر پیدا کردن ماده‌ی الکتریکی به مواد یونی را به وجود آورد و همچنین این امکان را به وجود می‌آورد که در کنار تنظیم میزان شدت نور عبوری، گرمای آن نیز با توجه به میزان نور نزدیک به مادون قرمز، کنترل گردد. حالا محققین به سختی در تلاش هستند تا بتوانند هزینه‌ی تولید این مواد را تا حد ممکن کاهش داده و از آن به صورت اقتصادی استفاده نمایند. خانم Milliron برای هر چه واضح‌تر نشان دادن پروژه، تصویری مفهومی را برای اثبات فعالیت‌های خود و گروهش منتشر کرده که در آن به خوبی عملکرد ماده الکتروکرومیک مشخص شده است.

خانم Milliron در مورد ماده الکتروکرومیک خود اینگونه توضیح می‌دهد:

“این دو طرح که در بالا مشاهده می‌کنید، نشان می‌دهد که نور پویا و پیچیده خورشید را می‌توان کنترل کرد. ما معتقدیم که ساخت موادی با اساس ماده‌ی نانوبلور، می‌تواند علاوه بر رساندن ما به هدف خود که کنترل کردن نور است، هزینه‌ را تا حد ممکن کاهش دهد و ما امیدوارم هستیم تا بتوانیم از این مواد در پنجره‌های هوشمند استفاده کنیم.”

اطلاعات بیشتر را می‌توانید از طریق ژورنال انجمن شیمی آمریکا دنبال کنید.