اقترح فريق بحثي بقيادة البروفيسور يو شو هونج من جامعة العلوم والتكنولوجيا الصينية (USTC) التابعة للأكاديمية الصينية للعلوم (CAS) استراتيجية جديدة لإعداد النوافذ الذكية التي تنظم الإشعاع الشمسي ديناميكيًا، مما يوفر نافذة أكثر فاعلية لـ تنظيم الطيف الشمسي وإدارة الحرارة في المباني.
نُشر العمل في مجلة Nature Communications.
يعد تثبيت النوافذ الذكية التي تمنع الإشعاع الشمسي وتنظيم درجات الحرارة الداخلية أمرًا ضروريًا لبناء المباني الموفرة للطاقة.
تنظم النوافذ الذكية الموجودة الإشعاع الشمسي بشكل أساسي من خلال التبديل بين الحالات البصرية الشفافة وغير الشفافة، وهي عملية غالبًا ما تضحي بنقل بعض الضوء المرئي من أجل منع المزيد من الإشعاع الشمسي، وبالتالي التأثير على الإضاءة الداخلية.
علاوة على ذلك ، فإن الاستجابة المحفزة المحدودة تجعل من الصعب على هذه النوافذ الذكية تعديل الإشعاع الشمسي ديناميكيًا أو انتقائيًا استجابة لتغيرات الطقس المعقدة والتفضيلات الفردية.
استنادًا إلى الخصائص البصرية الفريدة للمواد النانوية أحادية البعد، قام الباحثون بتركيب ومزج Au nanorods بنسب أبعاد مختلفة، والتي يمكن أن تمتص بشكل انتقائي ضوء الأشعة تحت الحمراء القريبة في نطاق طول موجي معين دون التأثير بشكل مفرط على انتقال الضوء المرئي ، وبالتالي ضمان إضاءة الضوء في الغرفة.
بعد ذلك ، تم تجميع مخاليط Au nanorod متعددة الأحجام بالاشتراك مع الأسلاك النانوية W 18 O 49 الكهربية والأسلاك النانوية الموصلة لتشكيل بنية شبكية مرتبة.
يتم تغيير مظهر النوافذ الذكية بشكل كبير في اللون من خلال مصدر طاقة خارجي، يعمل التأثير التآزري للاثنين على تحسين أداء حجب الضوء الشمسي للنوافذ
باستخدام نفس استراتيجية التجميع المشترك البيني، أعد الباحثون نوافذ ذكية حرارية (WRT) مع نطاق استجابة واسع يعتمد على التجميع المشترك لأسلاك W-VO 2 النانوية بمستويات مختلفة من المنشطات W.
إنه يوسع نطاق درجة حرارة الاستجابة ويمكّن عدد الأسلاك النانوية W-VO 2 في الحالة الحرارية للتغير مع درجة الحرارة المحيطة ، وبالتالي تعديل تغيير لون النوافذ الذكية ديناميكيًا.
تعمل النوافذ الذكية بشكل انتقائي على منع الإشعاع الشمسي وضبط درجة حرارة الغرفة ديناميكيًا وفقًا للجهد المطبق أو درجة الحرارة المحيطة، ويمكنهم توفير المزيد من استهلاك الطاقة خلال الأشهر الأكثر حرارة.
يعمل هذا البحث على تحسين الخصائص البصرية للنوافذ بشكل كبير من خلال تعديل تكوين وهيكل أنواع متعددة من المواد، مما يتيح البناء السريع والواسع النطاق للنوافذ الذكية التي يمكن استخدامها لتعديل الطيف الشمسي، وبالتالي توفير حلول جديدة للتصميم والتحضير وتطبيق النوافذ الذكية الجديدة التي تعمل بالكهرباء والكروم الحراري .
