W teorii brzmi to świetnie, ponieważ mówimy o technologii pozwalającej na dynamiczne dopasowywanie poszczególnych elementów do danej sytuacji. Oczywiście technologia miała swoje ograniczenia, ale zespoły takie jak ten z North Carolina State University dążą do ich zwalczania. Według badaczy kluczem do sukcesu powinien być hydrat tlenku wolframu.
Czytaj też: Europejczycy śpią na fortunie. Odnaleziono tu gigantyczne złoża naturalnego wodoru
Materiał ten miałby zapewniać wysoki stopień kontroli, pozwalając na przełączanie okien między trzema różnymi trybami. Są to kolejno: przezroczystość, blokowanie światła podczerwonego i kontrolowanie blasku słońca. Kulisy przeprowadzonych w tej sprawie eksperymentów zostały niedawno opisane na łamach ACS Photonics.
Wróćmy do trzech wspomnianych trybów. Pierwszy nie różni się niczym od zwykłych okien, które przepuszczają światło w zwyczajny sposób. Opcja numer dwa, polegająca na zatrzymywaniu światła podczerwonego, pozwala natomiast na utrzymanie niskich temperatur wewnątrz budynku. Z kolei trzeci przypadek, czyli przyciemniane szyby, blokuje blask słońca, ale nie ogranicza przejrzystości szyb.
Inteligentne okna zawierające hydrat tlenku wolframu mogą kontrolować temperaturę czy stopień nasłonecznienia w danym budynku
I choć sama koncepcja nie jest nowa, czego członkowie zespołu badawczego nie ukrywają, to ich podejście wyróżnia się pod co najmniej jednym względem. Zazwyczaj zmiany przezroczystości okien w reakcji na bodziec elektryczny ograniczały się do dwóch trybów. Innymi słowy, w grę wchodziło albo całkowite przepuszczanie światła albo zupełnie odwrotny mechanizm.
Opcja, w której światło przedostaje się przez okna, a temperatura wewnątrz budynku utrzymuje się na niskim poziomie, pozwala na spore oszczędności energii. Kluczem do sukcesu była woda, a w zasadzie powstały z jej udziałem hydrat tlenku wolframu. Jak wykazały obserwacje, materiał ten cechuje się nieznanym wcześniej zachowaniem.
Czytaj też: Obok Polski biją rekord świata, a my tylko na to patrzymy. To ogniwo słoneczne jest potężne
Tlenki wolframu cieszą się sporym zainteresowaniem w kontekście kontrolowania przezroczystości okien. O ile w zwyczajnych warunkach są one przezroczyste, tak przy udziale sygnału elektrycznego oraz w obecności jonów litu i elektronów, tlenek ten staje się ciemny i blokuje światło. W przypadku hydratu tlenku wolframu pojawia się jeszcze więcej możliwości. Najpierw występuje bowiem faza pozwalająca na przenikanie widzialnych długości fal światła, a zarazem blokującą światło podczerwone. Gdy wprowadzone zostanie więcej jonów litu i elektronów, nastąpi natomiast zablokowanie nie tylko światła widzialnego, ale i podczerwonego.
Zdaniem autorów woda tworząca hydrat tlenku wolframu zapewnia opcję pomieszczenia większej ilości jonów litu niż zwykły tlenek wolframu, co prowadzi do realizacji dwóch scenariuszy. W pierwszym wprowadzenie jonów litu i elektronów wpływa na właściwości optyczne, choć zmiana nie dotyczy właściwości strukturalnych, związanych z pochłanianiem światła podczerwonego. Kiedy taka zmiana już nastąpi, mamy do czynienia z trybem blokującym zarówno światło widzialne, jak i podczerwone.
