پنجره هوشمندی که نفس می‌کشد

به گزارش بولتن به نقل از زومیت، دانشمندان دانشگاه فناوری نانینگِ سنگاپور پنجره‌ی هوشمندی ساخته‌اند که قادر است با تغییر رنگ به آبی، بخشی از نور ورودی به خانه را جذب کند بدون آن که نیاز به منبع خارجی داشته باشد. البته این تنها ویژگی پنجره مذکور نیست بلکه این پنجره می‌تواند به شکل خودکار با کمک اکسیژنی که در هوا موجود است خود را شارژ کند.

سرمایش ساختمان‌ها بخش بزرگی از هزینه‌ی عمومی انرژی ساختمان‌ها را تشکیل می‌دهد. برای کاهش این هزینه تاکنون پنجره‌های هوشمند زیادی ساخته شده که با ممانعت از ورود نور و گرمای خورشید می‌توانند مقداری از هزینه‌های سرمایشی را کاهش دهند. البته بیشتر این پنجره‌ها برای عملکرد خود نیاز به نیروی الکتریکی خارجی دارند که خود هزینه‌ای اضافه محسوب می‌شود. فارغ از اینکه این پنجره‌ها جایگزین پرده‌های قدیمی٬ تا چه حد می‌توانند هوشمند عمل کنند حتی انواعی که خود نیروی به تامین نیروی الکتریکی خود می‌پردازند از محدودیت‌های عملکردی رنج می‌برند.

اما این پنجره‌ی جدید، ضمن اینکه می‌تواند به سرعت رنگ خود را به آبی تغییر دهد، قادر است به طور الکتروشیمیایی توان مصرفی خود را نیز با مصرف اکسیژن محیط تامین کند. این پنجره از دو صفحه‌ی شیشه‌ای تشکیل شده که مایع انتقال دهنده‌ی اکسیژن در بین آن‌ها قرار گرفته است. این صفحات درون صفحه رسانا و شفافی از جنس ITO قرار گرفته‌اند که در یک طرف به فویلی آلومینیومی متصل شده و روی صفحات ITO ماده‌ای رنگی که به اکسیژن حساس است قرار گرفته است.

وقتی مداری که بین صفحات شیشه‌ای قرار گرفته در حالت باز قرار می‌گیرد ماده‌ی رنگی حساس به اکسیژن با اکسیژن حاضر در الکترولیت واکنش می‌دهد و به رنگ آبی در می‌آید که می‌تواند تا 50 درصد نور ورودی را کاهش دهد. در حالت معکوس نیز وقتی مدار بسته می‌شود این فرایند به شکل معکوس اتفاق می‌افتد و ماده‌ی رنگی از آبی به حالت بی رنگ تبدیل می‌شود. در حقیقت زمانی که این پنجره در حالت آبی درمی‌آيد می‌تواند با جذب اکسیژن و به نوعی با تنفس خود را شارژ کند.

این دانشمندان برای آزمایش میزان شارژدهی این پنجره با استفاده از آن یک LED قرمز رنگ را روشن کردند. این آزمایش نشان داد می‌توان از این پنجره‌ها به عنوان پنجره‌هایی شفاف و باتری‌هایی خودکفا برای تامین انرژی ابزارهای کم مصرف بهره برد. بنابراین می‌توان از این فناوری به عنوان رقیبی جدی برای فناوری سلول‌های خورشیدی شفاف نام برد.

این گروه هم اکنون روی افزایش کارایی دستگاه و تجاری سازی این فناوری متمرکز شده و امیدوار است از این فناوری در ساخت ساختمان‌هایی سبز و زیست محیطی بهره ببرد.

نتایج این پژوهش در نشریه‌ی Nature Communications به چاپ رسیده است.