Công nghệ kính thông minh giúp tiết kiệm chi phí năng lượng

Các tòa nhà thường sử dụng rất nhiều năng lượng để sưởi ấm, làm mát và chiếu sáng không gian bên trong. Nếu kiểm soát được nhiệt lượng từ ánh sáng mặt trời xuyên qua cửa sổ có thể giảm đáng kể khối lượng công việc cho các thiết bị sưởi ấm và hệ thống chiếu sáng.

Do đó, nhóm nghiên cứu của Đại học Kỹ thuật Toronto (Canada) đã cho ra đời công nghệ điều chỉnh độ mờ của kính trên các cửa sổ quang điện hiện có, công nghệ mới này có thể kiểm soát lượng ánh sáng mặt trời xuyên qua cửa sổ, giúp kính chặn một phần quang phổ nhìn thấy được của ánh sáng mặt trời, giữ cho căn phòng không quá sáng; cùng với quang phổ hồng ngoại, giữ cho căn phòng không bị quá nóng. Công nghệ này được gọi là cửa sổ chất lỏng.

Nguyên mẫu bao gồm các tấm nhựa phẳng được thấm các rãnh dày hàng milimet mà chất lỏng có thể được bơm qua đó. Chất lỏng có thể bao gồm các sắc tố, hạt hoặc phân tử khác tùy chỉnh để kiểm soát loại ánh sáng đi qua và hướng phân bố. Các tấm này có thể được kết hợp thành một ngăn xếp nhiều lớp, với mỗi lớp chịu trách nhiệm về các chức năng khác nhau như kiểm soát cường độ, lọc bước sóng hoặc điều chỉnh sự tán xạ của ánh sáng truyền qua trong nhà.

Thiết kế này lấy cảm hứng trực tiếp từ một số loài mực có da chứa các lớp cơ quan chuyên biệt xếp chồng lên nhau, bao gồm tế bào sắc tố kiểm soát sự hấp thụ ánh sáng và tế bào iridophore tác động đến phản xạ và ánh kim. Các yếu tố này hoạt động song song để tạo ra "hành vi quang học độc đáo".

Các nhà khoa học ước tính rằng, nếu xây dựng các mô hình máy tính chi tiết dựa trên hiệu suất của nguyên mẫu thì ngay cả khi cửa sổ lỏng chỉ được sử dụng để điều chỉnh sự truyền ánh sáng hồng ngoại, một tòa nhà sử dụng năng lượng sưởi ấm, làm mát và chiếu sáng sẽ ít hơn khoảng 25% mỗi năm. Nếu các cửa sổ cũng được sử dụng để kiểm soát ánh sáng và cả nhiệt độ, thì con số đó sẽ tăng lên khoảng 50%.