یک پنجره هوشمند جدید قادر است هم‌زمان گرما و میزان دید را مدیریت کند و راحتی مصرف انرژی را بهبود ببخشد.
به گزارش ایسنا، جدیدترین پنجره هیبریدی نشان‌دهنده پیشرفت قابل‌توجهی در فناوری پنجره‌های هوشمند است. دانشمندان رویکرد جدیدی را برای ایجاد یک فناوری پنجره هوشمند که هم‌زمان قادر به کنترل نور مرئی و تابش فروسرخ است، اجرا کرده‌اند.
چنین پنجره‌هایی می‌توانند به‌صورت پویا ویژگی‌ها را برای کنترل نور و گرما تنظیم کنند و در عین حال آسایش را بهبود بخشند و هزینه‌های انرژی را کاهش دهند.جدیدترین نوآوری در توسعه پنجره‌های هوشمند، بلورهای مایع را با ریزذرات نانومتخلخل و یک لایه دی‌اکسید وانادیم (VO۲) طرح‌دار ترکیب می‌کند تا به‌طور هم‌زمان نور مرئی و تابش فروسرخ را کنترل کند و مدیریت حرارت و دید سریع و کارآمد را ارائه دهد.

یک پیشرفت قابل‌توجه
ابراهیم عبدالحلیم، نویسنده مسئول این مطالعه و استاد دانشگاه بن‌گوریون می‌گوید: به‌طورکلی، این دستگاه هیبریدی نشان‌دهنده پیشرفت قابل‌توجهی در فناوری پنجره‌های هوشمند است که راه‌حلی جامع برای محیط‌های داخلی کم‌مصرف و راحت ارائه می‌دهد. فناوری‌های سنتی پنجره‌های هوشمند در مدیریت گرما یا نور مؤثر بوده‌اند؛ اما محدودیت‌هایی در کنترل هم‌زمان نور مرئی و تابش فروسرخ داشته‌اند. این مطالعه جدید راه‌حلی نوآورانه را معرفی می‌کند که غلبه بر این چالش‌ها را نوید می‌دهد و یک سامانه پنجره هوشمند کارآمدتر و همه‌کاره ایجاد می‌کند.

پنجره‌ای که شفافیت خود را تغییر می‌دهد
این مطالعه که در مجله Photonics for Energy منتشر شده است، شامل اضافه کردن غلظت کمی از ریزذرات نانومتخلخل(NMPs) به بلورهای مایع نماتیک (LCs) است که در نتیجه پنجره نازکی ایجاد می‌شود که می‌تواند به‌ سرعت شفافیت خود را تغییر دهد. محققان برای افزایش بیشتر عملکرد آن، یک سطح فراماده دی‌اکسید وانادیم (VO۲) را در آن ادغام کردند که با استفاده از یک لیزر پالسی فوق‌کوتاه برای الگوبرداری از نوار VO۲ ایجاد شد. این ترکیب به پنجره اجازه می‌دهد تا با تنظیم شفافیت خود در پاسخ به ولتاژ یا دما، هم گرما و هم نور را هم‌زمان کنترل کند.
لایه طرح‌دار VO۲ دو هدف مهم را انجام می‌دهد. اول کمک می‌کند تا بلورهای مایع به‌گونه‌ای تنظیم شوند که عملکردشان بهبود یابد و دوم، توانایی پنجره را برای جلوگیری از تابش فروسرخ افزایش می‌دهند.
بر اساس بیانیه مطبوعاتی محققان، این کار به بهبود سرعت واکنش دستگاه و در عین حال کاهش مقدار مواد موردِنیاز کمک می‌کند. سامانه پنجره‌های هوشمند حاصل، راه‌حلی با سرعت بالا و کم‌انرژی برای مدیریت گرما و دید ارائه می‌دهد که گامی مهم روبه‌جلو در توسعه نسل بعدی فناوری‌های پنجره‌های هوشمند است. این دستگاه هیبریدی با ادغام VO۲ با الگوی نانو با یک کامپوزیت، طیف وسیعی از مزیت‌ها را ارائه می‌دهد. با ترکیب این مواد، دستگاه به کنترل دوگانه دست می‌یابد و به‌طور مؤثر محدوده قابل‌مشاهده و فروسرخ را مدیریت می‌کند.
با اعمال ولتاژ، دید به دلیل پراکندگی قابل‌تنظیم از طریق اثر NMP-LC کنترل می‌شود، در‌حالی‌که دما به دلیل خواص ترموکرومیک VO۲، تابش فروسرخ منتقل شده از میان دستگاه را کنترل می‌کند. بر اساس این مطالعه، این قابلیت باعث افزایش بهره‌وری انرژی و راحتی در محیط‌های داخلی می‌شود.
محققان اظهار داشتند که برای تحقق این نوآوری‌ها در یک پنجره هوشمند به پیشرفت‌های آینده نیاز است و شامل کاهش عایق VO۲ به انتقال فلز، بهینه‌سازی توان عملیاتی و پایداری و همچنین بهینه‌سازی بیشتر خواص ترموکرومیک VO۲ با طراحی بهتر نانوالگو می‌شود.