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.

smart-windows-may-become-reality-thanks-new-nano-coating-ecogeek-01

پوشش جدید، برای ساکنین ساختمان این امکان را فراهم می‌کند که بین نور ملایم و تابش گرم خورشید، انتخاب داشته باشند و یا حتی کاملاً از نور آفتاب جلوگیری کنند.

دلیا میلیرون، پژوهشگر شیمی آزمایشگاه برکلی، می‌گوید:

در ایالات متحده، مردم حدود یک چهارم انرژی مصرفی خود را صرف روشنایی و گرم و خنک کردن ساختمان می‌کنند. وقتی این پوشش برای پنجره‌ها استفاده شود، بازده انرژی مصرفی ساختمان به نحوی باورنکردنی بالا می‌رود.

وزارت انرژی، بودجه‌ای معادل ۳ میلیون دلار صرف این پروژه کرده است و این شاید امیدوار‌کننده‌ترین خبر از ابتدای کار تاکنون باشد.

نتایج این تحقیقات در مجله «طبیعت» در مقاله ‌ای با عنوان «تنظیم نور مرئی و تابش گرمایی در شیشه‌هایی با ترکیب نانوکریستال‌ها» منتشر شده است.

smart-windows-may-become-reality-thanks-new-nano-coating-ecogeek-00

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.

 منبع :

cleantechnica

 برکلی