Płynne okna byłyby podobno dość niedrogie, ponieważ można je będzie wykonać z łatwo dostępnych, gotowych komponentów.
Istnieją już „inteligentne” okna, które można elektronicznie przełączać między przepuszczaniem lub blokowaniem światła słonecznego. Nową wielowarstwową powłokę można jednak ustawić na kilka energooszczędnych trybów filtracji światła. Dostosowując nieprzezroczystość szkła w istniejących oknach fotochromowych, użytkownicy mogą kontrolować, ile światła słonecznego przechodzi przez okno do pomieszczenia. W większości przypadków szkło częściowo blokuje widzialne widmo światła słonecznego – zapobiegając nadmiernemu rozjaśnieniu pomieszczenia – wraz z widmem podczerwieni, zapobiegając nadmiernemu nagrzaniu pomieszczenia.
Może Cię zainteresować również: Energooszczędne ogniwa płynowe mogą dynamicznie zacieniać i chłodzić budynki
Jednak w gorące letnie dni ludzie mogą chcieć mieć w pomieszczeniach więcej światła widzialnego, ale nie ciepła podczerwieni. Zimą pewnie by chcieli jedno i drugie. Dodatkowo mogą chcieć zmiękczyć światło widzialne, aby nie musieć mrużyć oczu przez cały dzień. Właśnie tam pojawia się nowe „płynne okno”.
Opracowany wynalazek przez zespół naukowców z University of Toronto – kierowany przez prof. Bena Hattona – jest inspirowany zmieniającą kolor skórą kałamarnic, mątw i kryla. Zwierzęta te są w stanie przenosić pigmenty w komórkach pod skórą, zmieniając je tam i z powrotem między stanami przezroczystymi i nieprzezroczystymi.
W zeszłym roku naukowcy ogłosili przyciemniane okno, które zostało zainspirowane tą możliwością. Prototypowe okienko z cieczą rozwija tę koncepcję, wprowadzając wiele ułożonych w stos arkuszy przezroczystego plastiku, z których każdy ma przebiegającą przez niego sieć mikrokanalików o grubości milimetra.
Pompując płyny zawierające różne pigmenty (lub inne molekuły) do lub z kanałów w każdym arkuszu, można wybrać różne kombinacje właściwości optycznych okna jako całości.
Na przykład, wypompowując pigment blokujący światło widzialne z jednego arkusza, podczas pompowania pigmentu blokującego podczerwień do drugiego, okno można ustawić tak, aby przepuszczało światło widzialne, blokując światło podczerwone. Dodatkowo pompowanie rozpraszającego światło pigmentu do lub z innego arkusza dostosowuje miękkość/szorstkość widzialnego światła słonecznego w pomieszczeniu.
Korzystając z modeli komputerowych opartych na wydajności prototypów, naukowcy szacują, że nawet gdyby płynne okna były używane tylko do modulowania transmisji światła podczerwonego, budynek zużywałby około 25% mniej energii na ogrzewanie, chłodzenie i oświetlenie rocznie. Gdyby okna były również używane do kontrolowania światła widzialnego, liczba ta wzrosłaby do około 50%.
Budynki zużywają mnóstwo energii do ogrzewania, chłodzenia i oświetlania znajdujących się w nich przestrzeni. Jeśli możemy strategicznie kontrolować ilość, rodzaj i kierunek energii słonecznej, która dostaje się do naszych budynków, możemy znacznie zmniejszyć ilość pracy, którą zlecamy grzejnikom, chłodnicom i oświetleniu.
— mówi absolwent U Toronto Raphael Kay, główny autor artykułu na temat badania
Artykuł został niedawno opublikowany w czasopiśmie PNAS.
➔ Obserwuj nas w Google News, aby być na bieżąco!
źródło: Uniwersytet w Toronto | New Atlas