Inteligentne okna stały się jeszcze inteligentniejsze! Cieniutka powłoka z nanokryształów na szkle umożliwia samoczynną, selektywną kontrolę dopływu światła widzialnego i NIR (z zakresu bliskiej podczerwieni), co oznacza oszczędność i większy komfort bez klimatyzacji.
Fot. phostezel (sxc.hu)
Jak mówi Delia Miliron, chemiczka kierująca zespołem badawczym z Lawrence Berkeley National Laboratory, w Stanach Zjednoczonych każdego roku jedna czwarta zużycia energii przypada na oświetlenie, ogrzewanie i chłodzenie budynków. Wynalazek naukowców z Berkeley pozwoliłby znacznie ograniczyć ten wydatek.
Zespół Delii Miliron stał się sławny dzięki opracowanej jakiś czas temu technologii inteligentnych okien – zatrzymujących promieniowanie NIR bez blokowania światła widzialnego. Dzięki temu wnętrze pomieszczenia jest dobrze oświetlone, ale nie nagrzewa się. Okna te są elektrochromowe – pod wpływem przyłożonego impulsu elektrycznego zmieniają tryb z przepuszczających NIR na nieprzepuszczające.
Udoskonalenie, jakie udało się obecnie wprowadzić twórcom inteligentnych okien, polega na tym, że nie trzeba nimi sterować. Kontrolują dopływ światła widzialnego i promieniowania NIR samoczynnie, przepuszczając na tyle dużo światła, aby nie było potrzebne sztuczne oświetlenie, a równocześnie blokując podczerwień i zapobiegając w ten sposób nagrzewaniu się pomieszczenia. Ta niedroga i przyjazna środowisku technologia wzbudziła entuzjazm w naukowym świecie i otrzymała nagrodę 2013 R&D 100 Award.
Sekret wynalazku to nowy kompozyt o właściwościach elektrochromowych – warstwa nanokryształów tlenku indowo-cynowego (ITO) na szklistej matrycy zbudowanej z tlenku niobu. ITO odpowiada za kontrolę nad światłem widzialnym, a tlenek niobu – nad NIR, ale wbrew pozorom te dwie fazy nie działają niezależnie, realizując tylko swoje zadanie. Naukowcy odkryli, że na styku kryształów ITO i szklanej matrycy zachodzi interakcja, która wzmaga intensywność efektu elektrochromowego – razem działają więc bardziej efektywnie! W miejscu ich kontaktu powstają wolne przestrzenie w szklistej macierzy, którymi łatwo przemieszczają się ładunki.
Fot. pixelkid (sxc.hu)
Jak zauważa Delia Miliron, dwa teoretycznie bardzo różniące się materiały mogą grać w jednej drużynie, dając nieoczekiwane efekty. Dzięki tej niezwykłej współpracy wystarczy już bardzo cienka warstwa nanokryształów, by osiągnąć pożądany rezultat.
Artykuł opisujący powyższe badania został opublikowany w czasopiśmie Nature.
Źródło: pcimag.com
