Изследователите разкриват революционен материал, волфрамов оксид хидрат, позволяващ динамични прозорци, които се адаптират към светлината и температурата, повишавайки енергийната ефективност.
Динамичните прозорци отдавна са мечтата на архитекти и инженери, обещаващи сгради, които се адаптират към променящите се светлинни и температурни условия. Сега изследователи от NC State University правят огромен скок напред в тази област, като разкриват революционен материал, известен като волфрамов оксид хидрат.
Тази иновация може да проправи пътя за следващото поколение динамични прозорци, предлагайки на обитателите на сградата възможността да превключват своите прозорци между три различни режима: прозрачност, блокиране на инфрачервената светлина и контрол на отблясъците, според съобщение на университета.
Пробив в интелигентната технология за прозорци
Динамичните прозорци, които променят своята непрозрачност в отговор на електрически стимул, са тема на изследване от известно време. Досега обаче повечето динамични прозорци са ограничени до това да бъдат напълно прозрачни или напълно затъмнени.
Вероника Августин, съавтор на изследователската статия и изтъкнат учен в Държавния университет на Северна Каролина, обяснява значението на тяхната работа, заявявайки: „Нашата работа показва, че има повече налични опции. По-конкретно, ние показахме, че можете да позволите на светлината да преминава през прозорците, като същевременно помагате сградите да се поддържат по-хладни и по този начин по-енергийно ефективни.“
Вода: ключовата съставка
Ключът към това новаторско развитие се крие във включването на водата. Изследователите откриват, че материалът проявява неизвестни досега свойства, когато водата е свързана в кристалната структура на волфрамов оксид, образувайки хидрат на волфрамов оксид.
Благодарение на естествената си прозрачност, волфрамовите оксиди са основна част при разработването на динамични прозорци. Въпреки това, когато се приложи електрически сигнал, заедно с инжектирането на литиеви йони и електрони, тези материали потъмняват и блокират светлината.
Настройване на светлината с прецизност
Изследователите откриват, че могат точно да контролират кои дължини на вълната на светлината се блокират чрез инжектиране на литиеви йони и електрони в волфрамов оксиден хидрат.
Първоначално материалът преминава във фаза на „блокиране на топлината“, позволявайки на видимата светлина да преминава, като същевременно блокира инфрачервената светлина. С по-нататъшно инжектиране на литиеви йони и електрони, материалът навлиза в „тъмна“ фаза, блокирайки видимата и инфрачервената светлина.
Делия Милирон, съавтор на статията, и Ърнест Кокъл, старши председател по инженерство в Тексаския университет в Остин, подчертават потенциалното въздействие на това откритие, като казват: „Откриването на двулентов (инфрачервен и видим) контрол на светлината в един материал, който вече е добре познат на общността на любителите на интелигентните прозорци, може да ускори разработването на търговски продукти с подобрени функции.“
Този пробив може да вдъхнови иновации отвъд интелигентните прозорци, водещи до съхранение на енергия и напредък в материалите за преобразуване.
Ролята на водата в структурната стабилност
Дженел Фортунато, първият автор на статията и постдокторант в NC State, хвърля светлина върху ролята на водата в тази трансформация, заявявайки: „Наличието на вода в кристалната структура прави структурата по-малко плътна, така че структурата е по- устойчива на деформация, когато литиеви йони и електрони се инжектират в материала.“
Тази уникална характеристика създава два различни режима: „хладен“ режим, който абсорбира инфрачервена светлина и „тъмен“ режим, който блокира видимата и инфрачервената светлина.
В заключение, волфрамовият оксид хидрат разкрива вълнуващи възможности за света на интелигентните прозорци, предлагайки универсално решение, което може да революционизира начина, по който сградите използват и пестят енергия. Това развитие ни приближава една стъпка по-близо до създаването на екологични и енергийно ефективни структури за устойчиво бъдеще.
Източник: InterestingEngineering
