پنجره ای که قدرت انتخاب دارد!
به گزارش کنکوری، دانشمندان نوع جدیدی از پنجره های پویا را توسعه داده اند که می تواند بین سه حالت تغییر کند و نور یا گرما را به صورت انتخابی مسدود کند.
به گزارش کنکوری به نقل از ایسنا و به نقل از نیو اطلس، پنجره ها یک نیاز اساسی برای ورود نور و گرما هستند، اما شما همیشه هر دو را همزمان نمی خواهید. حالا مهندسان دانشگاه ایالتی نورث کارولینا(NCSU) ماده جدیدی ابداع نموده اند که به پنجره ها اجازه می دهد به سادگی بین سه حالت جابجا شوند.
این پنجره های پویای جدید می توانند بین حالت شفاف معمولی که نور و گرما را از خود عبور می دهد، حالتی که گرما را می بندد اما نور را عبور می دهد و حالت رنگی که مقداری نور را عبور می دهد اما گرما را می بندد، تغییر کند.
این پنجره ها برای کاربران در تمام فصول مناسب هستند و نیازهای آنها را برآورده می کنند.
ماده کلیدی در این پنجره ها، ماده ای به نام «اکسید تنگستن» است که اغلب در پنجره های پویا که بر مبنای اصل الکتروکرومیسم کار می کنند، ظاهر می شود. هنگامی که یک سیگنال الکتریکی را اعمال می کنید، اکسید تنگستن که به صورت معمول شفاف است، تیره تر می شود و نور را می بندد.
حالا در این مطالعه جدید، پژوهشگران ترفند جدیدی را کشف کرده اند. آنها دریافتند که اضافه کردن آب به این ماده، آنرا به هیدرات اکسید تنگستن تبدیل می کند و هنگامی که از آن در پنجره های الکتروکرومیک استفاده می شود، تنظیمات اضافی به آن می دهد.
این ترکیب وقتی که خاموش است، نسبت به نور و گرما بی تفاوت باقی می ماند که برای روزهای سرد زمستانی که به هر دو نیاز است، ایده آل است. اما هنگامی که مقداری الکترون و یون لیتیوم به این ماده تزریق می شود، ابتدا در حالتی قرار می گیرد که در آن نور فروسرخ(که به صورت گرما احساس می شود) را می بندد، در حالیکه برای طول موج های نور قابل مشاهده شفاف باقی می ماند.
در نهایت، با عبور الکترون های بیشتری از این ماده، به حالت تاریک درمی آید که در آن هم نور مرئی و هم طیف فروسرخ را می بندد که برای تابستان مناسب می باشد.
این که دقیقا چرا هیدرات اکسید تنگستن این گونه عمل می کند، نامشخص است، اما دانشمندان یک فرضیه دارند.
جنل فورتوناتو نویسنده ارشد این مطالعه می گوید: وجود آب در این ساختار بلوری سبب می شود که چگالی کمتری داشته باشد، ازاین رو در مقابل تغییر شکل، زمانیکه یون های لیتیوم و الکترون ها به مواد تزریق می شوند، مقاوم تر است.
وی ادامه داد: فرضیه ما اینست که چون هیدرات اکسید تنگستن می تواند یون های لیتیوم بیشتری نسبت به اکسید تنگستن معمولی پیش از تغییر شکل در خود جای دهد، دو حالت دریافت می کنید. حالت «خنک» یعنی زمانیکه تزریق یون های لیتیوم و الکترون ها بر خواص نوری تاثیر می گذارند، اما تغییر ساختاری هنوز رخ نداده است که نور فروسرخ را جذب می کند و سپس، بعد از ایجاد تغییر ساختاری، یک حالت تاریک وجود دارد که هم نور مرئی و هم نور فروسرخ را می بندد.
در حالیکه هیچ کمبودی در پنجره های پویای درحال توسعه وجود ندارد، شما اغلب این تعداد حالت را در یک سیستم دریافت نمی کنید. اما حالا با این ابتکار جدید و از آنجاییکه فقط یک ماده مورد نیاز است، ضخامت شیشه و انرژی مورد نیاز افزایش نمی یابد و میتوان این پنجره های جدید را مانند پنجره های معمولی دارای اکسید تنگستن ساخت.
دلیا میلیرون از پژوهشگران این مطالعه هم می گوید: کشف کنترل نور دو مسیره(فروسرخ و مرئی) در یک ماده واحد می تواند توسعه محصولات تجاری با خصوصیت های پیشرفته را تسریع کند.
این پژوهش در مجله ACS Photonics انتشار یافته است.
منبع: كنكوری
این مطلب را می پسندید؟
(1)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب