Ovi pametni prozori mogu selektivno da blokiraju prodor svetlosti i/ili toplote

Istraživački tim iz Amerike došao je do otkrića koje bi korisnicima prostora trebalo da obezbedi ugodnost boravka tokom svih godišnjih doba. 

Iako prozori predstavljaju osnovnu potrebu kada je u pitanju propuštanje svetlosti i toplote u unutrašnjost, ponekad se dešava da nam nije potrebno jedno ili drugo, a možda čak ni oboje zajedno. Sada su, međutim, američki naučnici razvili novi materijal koji omogućava prozorima lak prelaz između čak tri režima.

Prozori bi tako mogli da se prebacuju od normalnog transparentnog režima koji propušta i svetlost i toplotu, preko režima koji blokira toplotu ali ostavlja transparentnost, do zatamnjenog režima koji blokira određenu količinu svetlosti ali i toplotu.

Na ovaj način, tvrdi tim inženjera sa Državnog univerziteta Severne Karoline (NCSU), korisnicima prostora trebalo bi  da bude obezbeđena ugodnost boravka tokom svih godišnjih doba.

Pročitajte još na Gradnja.rs:

• Em providna, em čvrsta: Ova transparentna cigla mogla bi da (ponegde) zameni prozore
• Materijal inspirisan krilima leptira može rashladiti naše zgrade i automobile

Dodavanje vode kao „kec u rukavu“

Ključ čitavog sistema je u materijalu koji se zove volfram oksid i koji se često pojavljuje kod dinamičkih prozora koji rade na principu elektrohromizma.

Inače providan, volfram oksid postaje tamniji i blokira svetlost kada se primeni električni signal, što ga čini pogodnim za prozore koji se zatamnjuju na zahtev.

Ipak, u novoj studiji, istraživači sa NCSU imaju „keca u rukavu“. Naime, dodavanje vode pretvara ga u hidrat volfram oksida, a kada se koristi u elektrohromiranim prozorima daje dodatnu postavku.

Kako više elektrona prolazi u materijal, tako on prelazi u tamnu fazu gde blokira i vidljivu i infracrvenu svetlost.

Kada je sve isključeno, prozor ostaje „prolazan“ za svetlost i toplotu, što je idealno za sumorne zimske dane kada vam je potrebno što je više moguće i jednog i drugog.

Kada se određeni elektroni i litijum joni ubrizgaju u materijal, on prvo prolazi kroz fazu u kojoj blokira infracrvenu svetlost, dok ostaje providan za vidljive talasne dužine svetlosti.

Kako više elektrona prolazi u materijal, on prelazi u tamnu fazu gde blokira i vidljivu i infracrvenu svetlost, što je savršeno za letnje dane.

Hladni i tamni režim

Iz kog tačno razloga hidrat volfram oksida funkcioniše ovako za sada je neizvesno, ali naučnici sa NCSU imaju svoju hipotezu, koju su izneli za naučni časopis ACS Photonics.

„Prisustvo vode u kristalnoj strukturi čini strukturu manje gustom, tako da je struktura otpornija na deformacije kada se litijum joni i elektroni ubrizgavaju u materijal. Naša hipoteza je da, pošto hidrat volfram oksida može da primi više litijum jona nego običan volfram oksid pre deformisanja, dobijate dva režima“ – kaže Ženel Fortunato, glavna autorka studije i dodaje:

„Postoji ‘hladni’ režim, kada ubrizgavanje litijum jona i elektrona utiče na optička svojstva, ali strukturna promena još nije nastala. Onda, nakon što dođe do strukturne promene, postoji ‘tamni’ režim koji blokira i vidljivo i infracrveno svetlo“.

Otkriće dvopojasne kontrole svetlosti u materijalu može ubrzati razvoj komercijalnih proizvoda sa poboljšanim karakteristikama.

Obično se ne dobije ovoliko režima u jednom sistemu prozora, jer to najčešće zahteva veće postavke. Međutim, s obzirom da je u ovom slučaju potrebna primena samo jednog materijala, trebalo bi da debljina stakla i energetski zahtevi budu manje-više isti kao i kod starih prozora sa volfram oksidom.

„Otkriće dvopojasne (infracrvene i vidljive) kontrole svetlosti u materijalu koji je već dobro poznat zajednici pametnih prozora, može ubrzati razvoj komercijalnih proizvoda sa poboljšanim karakteristikama“, rekla je Delia Miliron, dopisna koautorka studije.