تعتمد النوافذ الذكية ، التي طورها المهندسون في جامعة ستانفورد ، والتي تم وصفها في دراسة نشرت عبر الإنترنت في 9 أغسطس في مجلة Joule ، على مبدأ مختلف تمامًا مقارنة بالبدائل الحالية المعروفة باسم النوافذ الديناميكية. يستخدم النهج الجديد هلام بوليمر يحتوي على أيونات معدنية يتم وضعها فوق قطب كهربائي شفاف. عند تطبيق الجهد ، تقوم الأيونات المعدنية بطباعة الأقطاب الكهربائية ، مما يحجب جميع أطوال موجات الضوء. بعد تطبيق الجهد المعاكس ، تعود النوافذ إلى الشفافية.
وقال مايكل ماكجي ، أستاذ علوم وهندسة المواد في جامعة ستانفورد ، الذي قاد البحث ، إن النهج الجديد يقدم العديد من المزايا مقارنة بتقنيات النوافذ الكهروميكانيكية القائمة.
وقال مكجيهي لـ Live Science: "يرغب الكثير من الناس في استخدام نوافذ ملونة بشكل ديناميكي ، ولا أعتقد أنهم يسارعون إلى شراء المنتجات المتاحة ، جزئيًا ، لأنها باهظة الثمن". "تحتوي النوافذ الكهربائية الإلكترونية المتاحة على اثنين من الميكرون من المواد الكهربائية باهظة الثمن نسبيًا. عملية وضع تلك المواد مكلفة للغاية."
وأضاف McGehee أن العملية التي طورها فريقه ، والتي تنطوي على حقن محلول البوليمر في الزجاج ، هي بطبيعتها أقل تكلفة ويمكن أن تمهد الطريق لاستخدام أوسع لتلوين النوافذ ، خاصة في البناء.
التكنولوجيا ، وفقا ل McGehee ، تستخدم حتى الآن في الغالب في الطائرات والسيارات. على سبيل المثال ، قامت بوينج بتركيب نوافذ التلوين في طائرتها النفاثة 787 دريملاينر. تستخدم بعض شركات صناعة السيارات الفاخرة أيضًا مواد كهربائية لتصنيع مرايا الرؤية الخلفية. وقال الباحثون إنه مع انخفاض التكاليف ، فإن استخدام هذا النوع من التكنولوجيا يمكن أن يتوسع أكثر.
وأضاف ماكجي "يمكن استخدامها في نوافذ جميع أنواع المباني والمنازل والمباني التجارية الكبيرة". "لقد كنا نتحدث مع شركات السيارات ، وهم مهتمون للغاية بوجودها في فتحة السقف أو في النوافذ الخلفية. النظارات هي تطبيق مثير ، خاصة بالنسبة للأشخاص الذين يرتدون النظارات طوال الوقت ويحتاجون إلى العدسات الطبية."
وقال ماكغيي إن تلوين النوافذ في المباني يمكن أن يساعد في خفض تكلفة التدفئة والتبريد بنسبة تصل إلى 20 في المائة من خلال السماح للأشخاص بتعديل كمية الضوء التي تدخل الغرفة.
بالإضافة إلى الأوضاع الشفافة تمامًا أو المظلمة تمامًا ، يمكن تلوين النوافذ جزئيًا ، مع تصفية بعض الضوء فقط ، قال McGehee. سيظل بإمكان الأشخاص داخل الغرفة رؤية الخارج بوضوح ، على غرار ما إذا كانوا يرتدون نظارات شمسية.
قال ماكجي: "يمكنك حجب 90 بالمائة من الضوء لتقليل الوهج ، لكن يمكنك رؤية ما هو موجود". "ليس الأمر كما لو كان لديك ستائر أو في طائرة - عندما تسحب البلاستيك لأسفل ، فإن وجهة نظرك تختفي تمامًا."
قال McGehee أنه بالمقارنة مع التقنيات السابقة ، فإن النوافذ الديناميكية الجديدة تكون أكثر متانة ، بفضل استخدام المعدن ، الذي لا يتحلل بسبب التعرض لأشعة الشمس. أثناء التجربة ، قام الباحثون بتشغيل النوافذ وإيقافها على الأقل 5،500 مرة ولم يروا أي تغيير في انتقال الضوء.
ووفقًا للباحثين ، تقوم النوافذ أيضًا بتصفية جميع الأطوال الموجية بالتساوي ، بما في ذلك الأزرق ، الذي تسمح به التقنيات السابقة بكثرة.
وقال مكجي: "تبدو بعض النوافذ الأخرى باللون الأزرق والناس في الداخل يبدون باللون الأزرق لأنهم يسمحون بمرور الضوء الأزرق أكثر من الأطوال الموجية الأخرى".
حتى الآن ، قام الباحثون ببناء نماذج أولية صغيرة الحجم تبلغ مساحتها 10 بوصات مربعة (25 سم مربع), لكنهم قالوا إنهم يجرون بالفعل محادثات مع الشركات المصنعة التي يمكن أن تساعدهم على رفع مستوى التكنولوجيا.
