Исследователи разрабатывают «настраиваемые» расцветки окон

Технология, разработанная в Университете Цинциннати совместно с отраслевыми партнерами, позволит сделать то, что ни жалюзи, ни существующие «умные» окна обеспечить не в состоянии - создать недорогую тонировку окна, которая динамично адаптируется к яркости, цветовой температуре и непрозрачности (обеспечивая конфиденциальность, при этом позволяя свету проникать внутрь).

Университет Цинциннати и его партнеры – Hewlett Packard и EMD/Merck Research Labs – запатентовали результаты исследований, сделанных в сфере «настраиваемых» оконных расцветках. Это настоящий прорыв, означающий, что традиционные шторы вскоре могут быть заменены недорогой тонировкой, когда пользователь сам будет регулировать яркость, цветовую температуру (теплую или холодную, как от лампы накаливания) и непрозрачность (создающую конфиденциальность) окон.

Подробная информация об этом исследовании, частично финансируемом Национальным научным фондом, является главной темой июньского номера престижного торгового журнала Applied Optics (Прикладная оптика).

Испытания проводились под руководством Sayantika Mukherjee, докторанта лаборатории новых устройств колледжа инженерии и прикладных наук; W.L. Hsieh, докторанта Института прикладной механики Национального университета Тайваня; N. Smith и M. Goulding, ученых Merck Chemicals, Ltd. и Jason Heikenfeld, профессора электротехники и вычислительных систем.

Важно отметить, что недавно созданная разработка делает подобные «умные окна» очень простыми в изготовлении, что позволит им стать доступными и для бизнес-сегмента, и для домашнего использования. Тонировка может быть интегрирована в новые окна или же легко наноситься на уже существующие конструкции посредством шарикового покрытия, состоящего из сот электродов. 

Преимущества нового смарт-окна

В настоящее время в большинстве домашних и коммерческих окон используются механические оттенки, чтобы обеспечить конфиденциальность и блокировать свет, тепло или холод. Эта многолетняя технология стала уже недорогим и эффективным средством, замедлившим принятие электронного управления оконной тонировкой, которая раньше только имитировала готовность к производству непрозрачных механических оттенков. Тем не менее, новый прорыв университета Цинциннати собирается изменить это.

– Простого переключения электронного окна недостаточно. Нужно предоставить потребителям то, что невозможно сделать механически, и на что уже есть большой спрос. Например, уже доказан рыночный спрос на управление цветовой температурой лампочки, а окна, в конце концов - это источник освещения. Можно быть даже более убедительным. Посмотрите на дома ваших соседей с опущенными для уединения жалюзи, которые также блокируют солнечный свет. А что, если бы вы могли скрыть вашу частную жизнь, и при этом получить свет любой яркости, какой вы хотите? – рассуждают ученые.

Другими словами, оттенок и конфиденциальность могут быть впервые использованы одновременно с электронным управлением. Окна могут приобрести молочный оттенок для создания уединения, чтобы никто не смог увидеть, что происходит внутри, но в здание по-прежнему будет проникать 90 и даже более процентов имеющегося света. Изменив параметры, можно уменьшить поток входящего света или изменить его цвет, выбрав любой оттенок из спектра: от прохладного синего до теплого желтого. Жалюзи не могут сделать это.

В целом новая структура устройства смарт-окон позволяет осуществить какой-либо из следующих вариантов:

  • Одновременно отрегулировать яркость и цветовую температуру так же легко, как выбрать лампочку теплого или прохладного света при покупке в супермаркете. При этом новая технология улучшит качество света, попадающего в дом или здание.
  • Добиться конфиденциальности, позволяя проникать в помещение 90 или более процентам света, уменьшить яркость входящего света или вернуться к полностью прозрачным окнам. Больше не нужно блокировать естественное освещение в доме только ради уединения.
  • Обеспечить многомерный контроль над большим диапазоном цвета или выбрать непрозрачность. Одновременно можно управлять любыми другими типами двух состояний конструкции. Например, окно может независимо контролировать видимый свет или передавать инфракрасное тепло. Таким образом, можно блокировать инфракрасное солнечное излучение летом, но поставлять его в дом в зимний период.
  • Важно отметить, что все задумки недороги в изготовлении и могут быть применены к окнам стандартного производства. Новую технологию также можно реализовать в окнах, используемых в настоящее время в существующих домах и зданиях.

Технология, лежащая в основе прорыва

Sayantika Mukherjee и Jason Heikenfeld - международные лидеры в разработках, связанных с адаптивной оптикой, электронной бумагой и использованием цвета в дисплеях электронных устройств. За годы работы они сделали прорыв, связанный с яркостью, насыщенностью цвета и скоростью работы таких дисплеев.

Задача команды ученых состояла в применении этой технологии, распространенной в электронной бумаге и электронных дисплеях наших мобильных и компьютерных устройств, к большей поверхности, такой, как окна, причем сделать это таким образом, чтобы изготовление было недорогим, меньше, чем $ 30 за квадратный фут, что является отраслевым стандартом при производстве окон. Над решением этого вопроса команда работала на протяжении последних трех лет благодаря поддержке со стороны всех трех партнеров и гранту Национального научного фонда для академической связи с программой промышленности размером в $ 357,526.

- В принципе, один цвет имеет один заряд, другой цвет - какой-то еще, и мы применяем напряжения для отражения или проникновения цвета в различных положениях. Основная технология не отличается от того, что наша группа продемонстрировала ранее в электронных устройствах отображения. Более сложной задачей было найти соответствующую структуру устройства для применения технологии с большей площадью поверхности окна таким образом, что продукт был недорогим и довольно простым. Наиболее важным для нас было реализовать потенциал нескольких выборочных, но убедительных режимов, таких, как изменение цветовой температуры или личного оттенка, - объяснили ученые.

По материалам Университета Цинциннати (штат Огайо, США)
подготовила Ирина СИДОРОК

Источник: © www.winport.by
При перепечатке ссылка на источник обязательна