به گزارش ایسنا، یک پنجره می‌تواند نور روز را به خوبی عبور دهد، اما گرمای ناخواسته را نیز وارد کند و سیستم‌های تهویه مطبوع را تحت فشار قرار دهد. تیره کردن شیشه به کنترل تابش خیره‌کننده کمک می‌کند، اما جذب نور خورشید به گرم شدن آن منجر می‌شود. یک پنجره ایده‌آل، جلوی گرمای ورودی بیشتر را می‌گیرد و در عین حال اجازه می‌دهد تا گرمای به دام افتاده فرار کند.

به نقل از فیز، برای پرداختن به این چالش، پژوهشگران «آکادمی علوم چین»(CAS)، «دانشگاه جنگلداری شمال شرقی»(NEFU) و موسسات همکار، یک پنجره هوشمند رنگارنگ با یک لایه بازتابنده از جنس نقره‌ ابداع کرده‌اند که با اعمال ولتاژ فعال می‌شود. این لایه، یک شیشه رنگی و شفاف را مات می‌کند و سایه و حریم خصوصی به وجود می‌آورد. یک پوشش بیرونی جداگانه به پنجره کمک می‌کند تا گرما را به بیرون ساختمان براند.

در آزمایش‌های فضای باز، سازه‌های کوچکی که با نمونه اولیه پنجره پوشانده شده بودند، از سازه‌های پوشیده‌شده با شیشه کوارتز یا سایر پنجره‌های هوشمند تجاری خنک‌تر ماندند. این پژوهش، فناوری‌ جدیدی را آشکار کرد که نور روز، حریم خصوصی و گرما را هم‌زمان مدیریت می‌کند.

این طراحی دو کارکرد مکمل را بر عهده دارد که عبارتند از بازتاب نور خورشید ورودی و دفع گرما از طریق تابش فروسرخ. لایه‌های بسیار نازک این پنجره حتی در حالت شفاف، بخش قابل‌توجهی از نور خورشید در محدوده فروسرخ نزدیک را بازتاب می‌دهند؛ بخشی که موجب افزایش گرما می‌شود، اما روشنایی مرئی ایجاد نمی‌کند. یک پوشش سیلیکونی در سطح بیرونی شیشه نیز امکان می‌دهد تا گرمای موجود در طول ‌موج‌های بلندتر فروسرخ به جو منتقل شود.

اعمال ولتاژ کم، نقره را از ژل روی سطح داخلی رسوب می‌دهد. این لایه موقت، بازتاب نور خورشید را افزایش می‌دهد و شیشه را مات می‌کند. معکوس کردن ولتاژ، نقره رسوب‌شده را از بین می‌برد و شفافیت را بازمی‌گرداند.

در یکی از طرح‌های آزمایش‌شده، میانگین عبور نور مرئی از حدود ۴۴ درصد به کمتر از پنج درصد کاهش یافت. بازتاب در ناحیه فروسرخ نزدیک نیز از تقریباً ۵۴ درصد به ۸۳ درصد افزایش پیدا کرد. پوشش ساطع‌کننده گرما در هر دو حالت به عملکرد خود ادامه داد.

ساختار لایه‌ای نیز به پنجره رنگ می‌دهد. امواج نور هنگام تعامل با لایه‌های نازک، یکدیگر را تقویت یا خنثی می‌کنند و برخی رنگ‌ها را نسبت به بقیه ترجیح می‌دهند. تغییر ضخامت لایه‌ها در طول ساخت، نمونه‌هایی با رنگ‌های زرد روشن، فیروزه‌ای کم‌رنگ، خاکستری-بنفش و قرمز تولید کرد. تغییر لایه نقره نیز ظاهر بازتاب‌شده را تغییر داد.

این قابلیت انطباق، امکان انتخاب رنگ‌های متنوعی را در اختیار طراحان قرار می‌دهد؛ هرچند این بدان معنا نیست که یک پنل واحد می‌تواند بنا به دستور، هر رنگی را نمایش دهد.

این پژوهش در مجله «Nano Letters» به چاپ رسید.

انتهای پیام