Nowe dynamiczne okna mogłyby przełączać się między normalnym przezroczystym trybem, który przepuszcza światło i ciepło, trybem, który blokuje ciepło, ale pozostaje przezroczysty dla światła, oraz trybem przyciemnionym, który blokuje część światła, ale nie ciepło. Powinno to zapewnić użytkownikom ochronę o każdej porze roku.

Kluczem do tego wszystkiego jest niewielki materiał zwany tlenkiem wolframu, który często pojawia się w dynamicznych oknach działających na zasadzie elektrochromizmu. Normalnie przezroczysty tlenek wolframu staje się ciemniejszy i blokuje światło po zastosowaniu sygnału elektrycznego, dzięki czemu jest przydatny w oknach, które przyciemniają się na żądanie.

Ale w nowym badaniu naukowcy z NCSU odkryli zupełnie nową sztuczkę ukrytą w rękawie. Dodanie wody zamienia go w hydrat tlenku wolframu, a gdy jest on stosowany w oknach elektrochromowych, daje mu dodatkowe ustawienie.

Po wyłączeniu pozostaje przezroczysty dla światła i ciepła - idealny na te ponure zimowe dni, kiedy potrzebujesz jak najwięcej jednego i drugiego. Po wprowadzeniu do materiału kilku elektronów i jonów litu, przechodzi on najpierw przez fazę, w której blokuje światło podczerwone (odczuwane jako ciepło), pozostając jednocześnie przezroczystym dla widzialnych długości fal światła. I wreszcie, w miarę jak coraz więcej elektronów przechodzi do materiału, przechodzi on w fazę ciemną, w której blokuje zarówno światło widzialne, jak i podczerwone, idealne na lato.

Nie wiadomo dokładnie, dlaczego hydrat tlenku wolframu działa w ten sposób, ale naukowcy z NCSU mają pewną hipotezę.

– Obecność wody w strukturze krystalicznej sprawia, że struktura jest mniej gęsta, więc jest bardziej odporna na odkształcenia, gdy jony litu i elektrony są wstrzykiwane do materiału – mówi Jenelle Fortunato, pierwsza autorka badania. – Nasza hipoteza jest taka, że ponieważ hydrat tlenku wolframu może pomieścić więcej jonów litu niż zwykły tlenek wolframu przed deformacją, otrzymujemy dwa tryby. Istnieje tryb "chłodny" - gdy wstrzyknięcie jonów litu i elektronów wpływa na właściwości optyczne, ale zmiana strukturalna jeszcze nie nastąpiła - który pochłania światło podczerwone. Po wystąpieniu zmian strukturalnych pojawia się tryb "ciemny", który blokuje zarówno światło widzialne, jak i podczerwone. 

MOŻE ZAINTERESUJE CIĘ TAKŻE

Rynek

Inteligentne okna wytworzą energię

Nowe technologie pozwalają oszczędzać energie i jednocześnie czynią, że jej pozyskiwanie jest zgodne z ekologią. Inteligentne okna, które będą korzystać z energii podobnie jak to czynią ogniwa słoneczne, wydają się być produktem przyszłości. Ocenia się, że za pięć lat ten rynek wart będzie 5,6 mld dol.

Inne

Naukowcy z MIT stworzyli programowalne włókno. Pierwsze w historii

Naukowcy z MIT stworzyli pierwsze na świecie programowalne włókno cyfrowe. Jego zadania skupią się głównie na odbieraniu oraz analizowaniu danych dotyczących ludzkiego organizmu.

Chociaż nie brakuje dynamicznych okien w fazie rozwoju, nieczęsto można uzyskać tak wiele trybów w jednym systemie.Jeśli już, to zazwyczaj wymagają one większych konfiguracji.W tym przypadku, ponieważ wymagany jest tylko jeden materiał, grubość szkła i zapotrzebowanie na energię powinny być mniej więcej takie same jak w przypadku zwykłych starych okien z tlenku wolframu.

– Odkrycie dwuzakresowej (podczerwonej i widzialnej) kontroli światła w jednym materiale, który jest już dobrze znany społeczności inteligentnych okien, może przyspieszyć rozwój komercyjnych produktów o ulepszonych funkcjach – powiedziała Delia Milliron, współautorka badania.

Źródło:NCSU