Các cửa sổ thông minh, được phát triển bởi các kỹ sư tại Đại học Stanford và được mô tả trong một nghiên cứu được công bố trực tuyến vào ngày 9 tháng 8 trên tạp chí Joule, dựa trên một nguyên tắc hoàn toàn khác so với các lựa chọn thay thế hiện có được gọi là cửa sổ động. Phương pháp mới sử dụng gel polymer chứa các ion kim loại được đặt trên đỉnh của một điện cực trong suốt. Khi điện áp được đặt vào, các ion kim loại sẽ đặt các điện cực, chặn tất cả các bước sóng ánh sáng. Sau khi điện áp ngược được áp dụng, các cửa sổ sẽ trở lại trong suốt.
Phương pháp mới cung cấp một số lợi thế so với các công nghệ cửa sổ điện hóa hiện có, Michael McGehee, giáo sư khoa học vật liệu và kỹ thuật tại Đại học Stanford, người đứng đầu nghiên cứu cho biết.
McGehee nói với Live Science: "Rất nhiều người muốn có các cửa sổ được tô màu động và tôi không nghĩ rằng họ đang vội vã mua các sản phẩm có sẵn, bởi vì nó quá đắt". "Các cửa sổ điện hóa có sẵn có một vài micron vật liệu điện tương đối đắt tiền. Quá trình đặt vật liệu đó xuống khá tốn kém."
McGehee nói thêm rằng quy trình do nhóm của ông phát triển, bao gồm việc bơm dung dịch polymer vào kính, vốn ít tốn kém hơn và có thể mở đường cho việc sử dụng rộng rãi hơn các cửa sổ pha màu, đặc biệt là trong xây dựng.
Công nghệ, theo McGehee, cho đến nay được sử dụng chủ yếu trong máy bay và ô tô. Boeing, ví dụ, trang bị các cửa sổ pha màu cho máy bay phản lực 787 Dreamliner hàng đầu của nó. Một số nhà sản xuất xe hơi sang trọng cũng sử dụng vật liệu điện hóa để sản xuất gương chiếu hậu. Nhưng với chi phí thấp hơn, việc sử dụng loại công nghệ này có thể mở rộng hơn nữa, các nhà nghiên cứu cho biết.
"Chúng có thể được sử dụng trong các cửa sổ của tất cả các loại tòa nhà, nhà cửa, tòa nhà thương mại lớn hơn", McGehee nói thêm. "Chúng tôi đã nói chuyện với các công ty ô tô và họ rất thích có nó ở cửa sổ trời hoặc cửa sổ sau. Kính mắt là một ứng dụng thú vị, đặc biệt đối với những người đeo kính mọi lúc và cần đeo kính theo toa."
Trong các tòa nhà, cửa sổ pha màu có thể giúp giảm tới 20% chi phí sưởi ấm và làm mát, bằng cách cho phép mọi người điều chỉnh lượng ánh sáng đi vào phòng, McGehee nói.
Ngoài các chế độ hoàn toàn trong suốt hoặc tối hoàn toàn, các cửa sổ có thể được nhuộm một phần, chỉ lọc ra một số ánh sáng, McGehee nói. Mọi người trong phòng vẫn có thể nhìn rõ bên ngoài, tương tự như khi họ đeo kính râm.
"Bạn có thể chặn 90 phần trăm ánh sáng để giảm độ chói, nhưng bạn có thể thấy những gì ngoài kia", McGehee nói. "Không giống như bạn có rèm hoặc trong máy bay - khi bạn kéo tấm nhựa xuống, thì tầm nhìn của bạn đã hoàn toàn biến mất."
McGehee cho biết so với các công nghệ trước đây, cửa sổ động mới có độ bền cao hơn, nhờ sử dụng kim loại, không bị suy giảm do tiếp xúc với ánh nắng mặt trời. Trong quá trình thử nghiệm, các nhà nghiên cứu đã bật và tắt các cửa sổ ít nhất 5.500 lần và không thấy sự thay đổi trong việc truyền ánh sáng.
Các cửa sổ cũng lọc ra tất cả các bước sóng như nhau, bao gồm cả màu xanh lam, mà các công nghệ trước đó cho phép nhiều hơn, theo các nhà nghiên cứu.
"Một số cửa sổ khác trông có màu xanh lam và những người bên trong trông có màu xanh lam vì chúng cho nhiều ánh sáng xanh đi qua hơn các bước sóng khác", McGehee nói.
Cho đến nay, các nhà nghiên cứu đã chế tạo các nguyên mẫu quy mô nhỏ có kích thước 10 inch vuông (25 cm vuông), nhưng cho biết họ đã đàm phán với các nhà sản xuất có thể giúp họ mở rộng quy mô công nghệ.
