پنجره‌های هوشمندمانع ورود اشعه‌های مضر به خانه می‌شوند

به گزارش گروه علم و فناوری آنا به نقل از گیزمگ، گروهی از محققان اهل پرینکتون نوعی «پنجره هوشمند» با تأمین خودکار انرژی مورد نیاز ساخته‌اند که از سلول‌های خورشیدی شفاف برای مهار انرژی UV خورشید استفاده می‌کند و می‌تواند در واکنش به انرژی الکتریکی، تغییر رنگ دهد.

نور آفتاب طیف‌های مختلفی از طول موج‌های نور را ساطع می‌کند؛ یکی نور مرئی که باعث می‌شود اشیاء را ببینیم، یکی اشعه UV که در مقادیر بالا می‌تواند برای ما مضر باشد.

در حالی که میزان نور و گرمای طبیعی در محیط بسیار مطلوب است، انرژی UV را باید به حداقل رساند تا از شدت آسیب رسانی آن کاست. محققان برای افزایش بازدهی، راهی را برای مهار اشعه UV ابداع کرده‌اند که از آن می‌توان برای تامین انرژی سیستم استفاده کرد.

پنجره‌های هوشمند از جنس مواد الکتروکرومیک هستند که به آن امکان می‌دهد در واکنش به جریان‌های ضعیف الکتریکی از رنگ شفاف به آبی کدر تغییر رنگ دهند. محققان برای برقراری این جریان، سلول‌های خورشیدی از مشتقات «هگزابنزوکورنن متخلخل» ساخته‌اند که قادرند مقادیر خاصی از طول موج‌ها را جذب کنند.

در این مورد، نیمه‌رساناهای هگزابنزوکورنن متخلخل به گونه‌ای طراحی شده‌اند که نور نزدیک به اشعه UV را جذب می‌کند تا نیروی مواد الکتروکرومیک را تامین کند. محققان تمام این سیستم را در قالب غشائی نازک و شفاف تهیه کرده‌اند که در میان شیشه‌های معمولی قرار می‌گیرد.

از این فناوری همچنین می‌توان به عنوان راهی برای مدیریت هوشمند تمام طیف‌های نور خورشید استفاده کرد. استفاده از نور نزدیک به اشعه UV برای تامین انرژی این پنجره‌ها بدان معناست که سلول‌های خورشیدی باید شفاف باشند و بدون رقابت با محدوده طیفی نور یا تحمیل زیبایی و فشارهای طراحی می‌تواند جایگزینی برای پنجره‌های دیگر باشد.

برخی سیستم‌های قبلی از منابع انرژی خارجی و برخی نیز از بخش مادون قرمز طیف نوری استفاده می‌کردند. مشکل اینجاست که بعضی سیستم‌ها از حرارت نور خورشید برای تامین انرژی خود استفاده می‌کنند که برای گرم کردن منازل به کار می‌رود.

سیستم پرینکتون هنگامی که هوا تاریک است، تا بیش از هشت درصد نور مرئی را مسدود می‌کند. محققان برای بیشتر کردن این مقدار، غشای هوشمندی مانند آنچه در پنجره‌های فعلی به کار می‌رود، تولید کرده‌اند که به کاربر اجازه می‌دهد رنگ پنجره را با کمک گوشی هوشمند خود تغییر دهد. از این شیشه‌ها در شیشه خودرو یا تجهیزات کوچک استفاده کرد.

افرادی می‌توانند از این لایه‌های شیشه‌های بی‌سیم هوشمند در آپارتمان‌های خود استفاده کنند که پوشش چسبنده لایه پشتی شیشه پنجره را جدا کنند و در لایه داخلی شیشه مورد استفاده قرار دهند. به این طریق می‌توان نور ورودی به داخل آپارتمان را با کمک نرم‌افزاری که کاربر روی گوشی هوشمند خود نصب می‌کند، کنترل کند و نیز بازدهی انرژی را نیز بهبود بخشد.

مترجم: ندا اظهری