Nhóm nghiên cứu đến từ Khoa Kỹ thuật của trường Đại học Texas (Austin, Mỹ) vừa phát triển công nghệ “cửa sổ thông minh”, cho phép ánh sáng đi vào trong khi sức nóng vẫn được ngăn chặn, hoặc ngược lại.
Mỹ phát triển “cửa sổ thông minh”
Hai năm trước, Delia Milliron và nhóm của bà đã tạo ra một lớp phủ “thông minh” dành cho kính với khả năng cản ánh sáng nhìn thấy và cả ánh sáng cận hồng ngoại (NIR) hoặc cả hai. Bằng cách đưa oxit thiếc indi (indium tin oxide – ITO) vào trong tinh thể nano của kính, vốn đã được hòa quyện bởi niobi oxit, nhóm nghiên cứu đã tạo ra một vật liệu có khả năng truyền hoặc chặn ánh sáng tùy theo hiệu điện thế áp dụng.
Tiến bộ trước đây của nhóm các nhà khoa học đã đưa đến việc tạo ra loại vật liệu Electrochromic, có thể cho ánh sáng đi qua khi vẫn ngăn chặn được sức nóng (chế độ mát) và ngược lại, cản ánh sáng khi vẫn cho phép nhiệt tràn vào (chế độ ấm). Chất liệu mới cho phép kiểm soát ánh sáng NIR lên đến 90% và 80% đối với ánh sáng nhìn thấy. Theo các chuyên gia, quá trình chuyển đổi giữa các chế độ chỉ mất vài phút thay vì vài giờ như trước đây. Do tính khả thi của công nghệ này, việc nó sẽ được áp dụng cho các sản phẩm thương mại chỉ còn là vấn đề thời gian.
Hình minh họa cho thấy các chế độ Tối, Sáng và Mát mẻ có thể được triển khai bởi các nhà nghiên cứu nhờ loại vật liệu mới.
Để đưa chất liệu mới vào thực tiễn, các nhà nghiên cứu đã tạo ra một cấu trúc xốp đan xen vào nhau. Thiết kế này có thể hỗ trợ cho sự thay đổi điện tử và ion, qua đó cho phép ngăn chặn có chọn lọc ánh sáng ở các điện áp khác nhau. Hiện Milliron cùng các cộng sự của mình đang tích cực làm việc để hướng tới các phương pháp sản xuất với chi phí thấp hơn.
Trước đó, nhằm nâng cao hiệu suất sử dụng năng lượng của các tòa nhà, các nhà khao học đã tìm cách phát triển kiểu cửa sổ có thể điều chỉnh lượng ánh sáng nhiều hoặc ít hơn, từ đó giúp nhiệt truyền vào tăng khi trời lạnh, và giảm khi trời nóng. Tuy nhiên, điểm yếu của những phương pháp này là chúng có khuynh hướng cản trở đường truyền của ánh sáng nhìn thấy được.