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Smart Windows è appena diventato più fresco
Il vetro della finestra che può essere colorato su richiesta è piuttosto liscio, ma un nuovo progresso lo ha reso ancora più interessante e questo potrebbe aiutare la tecnologia a diventare finalmente mainstream.
Un nuovo tipo di vetro per finestre può essere sintonizzato elettronicamente per bloccare selettivamente grandi frazioni di luce visibile e che produce calore.
Lo smart glass è in circolazione da decenni, ma è piuttosto costoso e ha trovato solo applicazioni di nicchia, come i finestrini di un nuovo aereo di linea Boeing. Ma un nuovo tipo di vetro per finestre elettrocromico, che cambia colore in risposta all'aggiunta o alla rimozione di cariche elettroniche, è più versatile della tecnologia ora sul mercato e potrebbe essere anche più economico.
I materiali disponibili in commercio possono bloccare solo la componente visibile della luce solare, consentendo il passaggio della componente invisibile del vicino infrarosso, che produce calore. Un nuovo tipo di vetro sviluppato da un gruppo guidato da Delia Milliron , professore di ingegneria chimica presso l'Università del Texas ad Austin, può bloccare selettivamente il componente che produce calore e la luce visibile. Milliron afferma che le prestazioni ora sono abbastanza buone per una startup che ha cofondato per andare avanti con i piani per costruire una linea di produzione di prototipi basata su questi recenti progressi.
La chiave per il vetro della finestra più intelligente è una struttura di nanocristalli fatti di un materiale elettricamente conduttivo, incorporato in un materiale vetroso. I nanocristalli e il materiale vetroso hanno proprietà ottiche distinte, che cambiano quando i materiali vengono caricati o scaricati elettronicamente. I nanocristalli possono bloccare la luce nel vicino infrarosso o lasciarla passare, mentre il materiale vetroso può passare da uno stato trasparente a uno che blocca la luce visibile.
Il nanocomposito è in grado di bloccare fino al 90 percento della luce del vicino infrarosso e dell'80 percento della luce visibile e, oltre alle modalità standard chiaro e scuro, è dotato di una modalità fredda, che potrebbe aiutare gli edifici a risparmiare energia durante le giornate calde. Può passare da una modalità all'altra in pochi minuti, più velocemente di qualsiasi materiale per finestre elettrocromico commerciale che Milliron sappia. Combinati con tecniche di produzione meno costose e potenzialmente più affidabili, queste caratteristiche potrebbero rafforzare il nuovo materiale.
L'approccio produttivo della startup, chiamata Heliotrope Technologies, è diverso da quello degli odierni produttori di vetro elettrocromico, che hanno lottato con basse rese, afferma Milliron. Mentre le tecniche di produzione convenzionali si basano su processi ad alta intensità energetica simili a quelli utilizzati per produrre alcuni tipi di microelettronica, la tecnologia che Heliotrope mira a commercializzare è realizzata depositando soluzioni su pellicole di vetro, che è più veloce e richiede meno energia.
La tecnologia di Milliron funziona in modo molto simile a una batteria ricaricabile. Immagina che il dispositivo si avvii nello stato trasparente e luminoso. L'applicazione di una certa quantità di tensione, ad esempio ruotando un interruttore, caricherà i nanocristalli, il che li farà assorbire la luce del vicino infrarosso. Se il dispositivo viene caricato per un po' più a lungo, anche il materiale vetroso si carica, scurindosi di conseguenza. Lo scarico del vetro della finestra riporta allo stato completamente trasparente.
Nel ultima dimostrazione , Milliron e i suoi colleghi hanno dimostrato che la disposizione dei nanocristalli in un'architettura specifica consente agli elettroni e agli ioni di spostarsi rapidamente tra il materiale vetroso e i nanocristalli, il che significa che il composito può passare da una modalità all'altra molto più velocemente di prima. Come ulteriore vantaggio, mentre un'iterazione precedente aveva una sfumatura brunastra, il nuovo materiale in nanocristalli crea una tinta blu più neutra, che secondo Milliron è considerata essenziale per molte applicazioni di consumo. Il presidente di Heliotrope, Jason Holt, afferma che l'azienda prevede di lanciare i suoi primi prodotti sul mercato nel 2017.