همشهری آنلاین - یکتا فراهانی: آیا ممکن است پنجرههای معمولی خانه ما، همزمان هم پرده اتوماتیک باشند، هم کولر و بخاری طبیعی و هم یک نیروگاه برق کاملاً شفاف؟ یافتههای تکاندهنده محققان در ماههای اخیر، معمای مصرف انرژی در جهان را حل کرده است.
سالهاست، بزرگترین چالش در طراحی ساختمانهای مدرن و برجهای شیشهای بزرگ، اتلاف شدید انرژی بود؛ شیشههای معمولی در تابستان مانند یک گلخانه عمل کرده و فضای داخلی را داغ میکنند و در زمستان نیز گرما را بهراحتی فراری میدهند. پنلهای خورشیدی قدیمی هم به دلیل ظاهر کدر، بزرگ و نامناسب خود هرگز نتوانستند جایگزین شیشههای زیبای نما شوند. دانشمندان بهتازگی موفق به ساخت پنجرههای فوتونیکی هوشمندی شدهاند که ذرات نانوکریستالی مایع در میانلایههای آن قرار دارند. این پنجرهها نهتنها کاملاً شفاف هستند، بلکه مانند یک گجت هوشمند، توانایی تصمیمگیری دارند و میتوانند با تحلیل لحظهای وضعیت آبوهوا، رفتار خود را تغییر دهند. این دستاورد بینظیر، سبک زندگی آپارتماننشینی و مدیریت انرژی را برای همیشه دگرگون خواهد کرد.
نقاب نانومتری که نور خورشید را فیلتر میکند
به گزارش سایت ScienceDaily هسته اصلی این فناوری کاربردی، یکلایه میکروسکوپی از است که بهصورت یکلایه نازک بین دوجداره شیشه قرار میگیرد. این ذرات به تغییرات پتانسیل الکتریکی بسیار ضعیف واکنش نشان میدهند. جادوی کار اینجاست که این سیستم برای تغییر حالت، نیازی به اتصال به برق شهری ندارد.
هنگامی که نور خورشید در روزهای داغ تابستان بهشدت به پنجره میتابد، یک حسگر فوتونیکی کوچک مینیاتوری که در لبه قاب پنجره قرار دارد، فعال میشود. این سنسور موجی، کدهای دستوری را به لایه نانوکریستالی میفرستد و ذرات مایع را بهگونهای آرایش میدهد که شیشه بدون تیرهشدن، امواج مادونقرمز یعنی همان عامل اصلی تولید گرما را مسدود کند؛ در نتیجه، نور مرئی وارد خانه میشود؛ اما گرمای طاقتفرسا پشت شیشه جا میماند.
بیشتر بخوانید :
یک باتری خورشیدی کاملاً شفاف
بزرگترین جهش علمی در این اختراع جدید، توانایی خود شارژری آن است. مهندسان فوتونیک لایهای از سلولهای خورشیدی شفاف پروسکایتی را در ساختار این شیشه ادغام کردهاند. این سلولها برخلاف صفحات خورشیدی قدیمی سیاه رنگ، کاملاً نامرئی هستند و به نور مرئی اجازه عبور میدهند، اما اشعههای فرابنفش و مضر خورشید را جذب و به الکتریسیته تبدیل میکنند.
این برق تولید شده در باتریهای نانومتری نوار لبه پنجره ذخیره میشود. سیستم هوشمند پنجره از همین انرژی برای تغییر رنگ خودکار شیشه در ساعات مختلف روز استفاده میکند و حتی مقدار مازاد این برق تولیدی میتواند از طریق پورتهای توکار، برای شارژکردن گجتهای هوشمند خانگی، گوشیهای موبایل یا تامین برق سیستمهای روشنایی کممصرف اتاق به کار گرفته شود.
هوش مصنوعی که با ساعت بیولوژیک بدن شما هماهنگ میشود
این پنجرههای هوشمند مجهز به یک تراشه پردازشی هوش مصنوعی بسیار کوچک هستند که از طریق وایفای به سیستم خانه هوشمند متصل میشود. این دستیار دیجیتال نهتنها تغییرات دمای بیرون را رصد میکند، بلکه با یادگیری ترجیحات و سبک زندگی سرنشینان خانه، میزان شفافیت شیشه را تنظیم میکند.
بهعنوانمثال، هنگام صبح، هوش مصنوعی پنجره را به طور کامل شفاف میکند تا نور طبیعی روز وارد اتاق شود و ساعت بیولوژیک بدن شما را فعال کند. اما در ساعات اوج گرما در ظهر، شیشه به حالت نیمهمات یا رنگی متمایل به آبی ملایم درمیآید تا از خیرگی چشم و گرمشدن مبلمان جلوگیری کند. شبها نیز پنجره به طور خودکار کاملاً کدر و آینهای میشود تا حریم خصوصی خانه بدون نیاز به کشیدن پردههای ضخیم حفظ شود.