Tek malzemeyle çok modlu dinamik pencereler

Kuzey Carolina Eyalet Üniversitesi mühendisleri, pencerelerin ışık ve ısı yönetimine olanak tanıyabilecek yeni bir formül geliştirdi. Tek bir malzeme ile çift bantlı ışık kontrolünün keşfi, gelişmiş özelliklere sahip ticari ürünlerin, süper dinamik pencerelerin geliştirilmesini hızlandırabilir.

AYŞE BAŞAK

Pencereler, bir yapının temel mimari elemanlarındandır. Işığı ve ısıyı içeri almak için onlara ihtiyaç duyarız. Fakat bu iki yaşamsal unsuru yönetmemiz gerekir. Mevsime göre ya da durumsal olarak ışığı ve ısıyı aynı anda binanın içinde istemeyebiliriz. Kuzey Carolina Eyalet Üniversitesi (NCSU) mühendisleri, pencerelerin ışık ve ısı yönetimine olanak tanıyabilecek yeni bir formül geliştirdi. Bu yeni kimyasal çözüm, ışığın ve ısının içeri girmesine izin veren normal şeffaf mod, ısıyı engelleyen ancak ışığa karşı şeffaf kalan mod ve ışığın bir kısmını bloke eden ancak ısıyı engellemeyen renkli mod arasında geçiş yapabilen, bu üç mod arasında kolayca gidip gelebilecek, her mevsimde kullanılabilecek dinamik pencerelerin yolunu açtı. 

3 AYRI MOD

Şimdiye kadar, genellikle elektrokromizm prensibiyle çalışan dinamik pencerelerde tungsten oksit kullanılıyordu. Normalde şeffaf olan tungsten oksit, bir elektrik sinyali uygulandığında koyulaşıp ışığı engelliyordu. Ancak bu yeni buluş, dinamik pencereleri birkaç adım ileriye taşıyacak gibi görünüyor. NCSU araştırmacıları, su ekledikleri tungsten oksiti, tungsten oksit hidrata dönüştürerek elektrokromik pencerelere ekstra özellikler kazandırdı. Yeni pencereler bu malzeme sayesinde üç moda sahip olabiliyor. İlki şeffaf mod yani klasik pencere gibi kullanıldığı aşama ve özellikle ışığın ve ısının mümkün olduğunca daha fazlasına ihtiyaç duyduğumuz kış günleri için ideal. İkincisi, malzemeye bazı elektronlar ve lityum iyonları enjekte edilerek elde edilen, ısı olarak hissedilen kızılötesi ışığı bloke ederken, ışığın görünür dalga boylarına karşı şeffaf kaldığı mod. Son olarak da malzemeye daha fazla elektron geçtikçe pencerelerin hem görünür hem de kızılötesi ışığı bloke ettiği nispeten karanlık ve yaz için mükemmel denebilecek üçüncü mod. 

ENERJİ İHTİYACI

Sonuçlar memnun edici olsa da tungsten oksit hidratın neden bu şekilde çalıştığı henüz tam olarak çözülememiş ancak NCSU bilim adamlarının bir hipotezi var. Araştırma ekibinden Jenelle Fortunato, şunları söylüyor: “Kristal yapıda suyun varlığı, yapıyı daha az yoğun hale getiriyor. Dolayısıyla malzemeye lityum iyonlar ve elektronlar enjekte edildiğinde yapı deformasyona karşı daha dirençli oluyor. Bizim hipotezimiz şu ki, tungsten oksit hidrat deforme olmadan önce normal tungsten oksitten daha fazla lityum iyonu barındırabildiği için iki mod elde edilebiliyor. Lityum iyonlarının ve elektronların enjeksiyonunun optik özellikleri etkilediği, ancak yapısal değişimin henüz gerçekleşmediği durumlarda kızılötesi ışığı emen bir ‘soğuk’ mod var ve yapısal değişiklik meydana geldikten sonra hem görünür hem de kızılötesi ışığı engelleyen bir ‘karanlık’ mod ortaya çıkıyor.”

Bu buluşun önemi, tek bir malzemeye dayanan bu sistemde bu kadar çok modu bir araya getirebilmesi ve hantal kurulumlar gerektirmeyecek bir pencere sistemine olanak sağlaması. Buluş, tek bir malzeme ile üç mod vaat ediyor. Bu da camın kalınlığını ve enerji gereksinimlerini makul seviyelerde tutuyor. Akıllı, dinamik pencereler dünyasında tek bir malzeme ile çift bantlı yani kızılötesi ve görünür ışık kontrolünün keşfi, gelişmiş özelliklere sahip ticari ürünlerin ortaya çıkışını hızlandırabilir.

09 Ekim 2023 Pazartesi