پنجره‌ای که نقش بخاری و کولر را ایفا می‌کند

به گزارش عصربازآفریینی به نقل از ایسنا، این پنجره جایگزینی مناسب برای سیستم‌های تهویه‌ هوای کنونی است.

فناوری هوشمند ایجاد شده توسط محققان دانشگاه پیتسبورگ را به طور بالقوه می‌توان روی پنجره‌های موجود در خانه‌ها قرار داد.

این پنجره که از ترکیبات شیمیایی ساخته شده است، می‌تواند چینش اتمی خود را برای جذب یا بازتاب نور خورشید تغییر دهد.

انرژی گرمایی ناشی از نور مادون قرمز خورشید در زمستان جذب شده و به عنوان گرما در محیط اتاق منتشر می‌شود یا در تابستان بازتاب شده و اتاق را خنک می‌کند.

به گفته‌ متخصصان اگر این پنجره هوشمند وارد بازار شود، می‌تواند مصرف انرژی خانه‌ها را تا یک سوم کاهش دهد.

"ناتان یانگ بلاد" (Nathan Youngblood)، استادیار مهندسی برق و کامپیوتر در دانشگاه پیتسبورگ و نویسنده این مقاله می‌گوید: نوآوری اصلی آن است که این پنجره با توجه به فصل تغییر می‌کند.

فیلم نازک ساخته شده توسط محققان از مجموعه‌ای از مواد با ضخامت کمتر از ۳۰۰ نانومتر با یک لایه فعال بسیار نازک از مواد "گذار فاز" تشکیل شده است که می‌توانند طول موج‌های نامرئی نور خورشید را جذب و به صورت گرما ساطع کنند. همین مواد را می‌توان تغییر داد تا نور را بازتاب کنند.

"یانگ بلاد" می‌گوید: از همه مهمتر نور مرئی در دو حالت به صورت یکسان از پنجره عبور می‌کند؛ بنابراین تغییری در نور احساس نمی‌شود.

این فناوری با تغییر ساختاری اتم‌ها از آرایش آمورف (amorphous) (بی‌نظم) به آرایش کریستالین (crystalline) با اعمال گرما کار می‌کند.

در ساختار آمورف، اتم‌ها به طور نامنظم چیده شده‌اند، اما تبدیل آن‌ها به آرایش کریستالین باعث منظم‌تر شدن آن‌ها می‌شود، به گونه‌ای که امکان بازتاب گرما را فراهم می‌کند. این تغییر در کسری از ثانیه رخ می‌دهد.

این مواد را می‌توان به گونه‌ای تنظیم کرد که برای مثال ۳۰ درصد پرتوها را بازتاب کنند و ۷۰ درصد آن‌ها را جذب کنند، بنابراین امکان کنترل دقیق‌تر دما در فصل بهار و پاییز نیز فراهم می‌شود.

محققان تخمین می‌زنند که استفاده از این پنجره‌ها در مقایسه‌ با پنجره‌های دوجداره سالانه باعث صرفه‌جویی ۲۰ تا ۳۴ درصد در انرژی می‌شود.

برای ساخت و آزمایش این نسخه اولیه محققان با شرکت "Bodle Technologies" دانشگاه آکسفورد که در نزدیکی کیدلینگتون مستقر است، به همکاری پرداختند. این شرکت در زمینه ساخت فیلم‌های بازتابنده فوق نازک تخصص دارد.

پیمان حسینی، مدیرعامل این شرکت می‌گوید: این محصول نمایانگر یکی دیگر از کاربردهای جالب الکترونیک نوری در مواد "گذار فاز" (phase change) است که می‌تواند به طور بالقوه زندگی روزمره ما را بهبود بخشد. من معتقدم این فناوری باید بخشی از هر گونه سیاست‌گذاری برای حل مشکل تغییرات جوی باشد.

نتیجه این تحقیقات در مجله ACS Photonics به چاپ رسیده است.