Smart Glass Made In One Step, Nouvelles Chemical & Engineering
Selon le Laboratoire national de l'énergie renouvelable. bâtiments utilisent 71% de l'électricité consommée aux États-Unis dans; environ 30% de cette charge provient de l'électricité nécessaire pour compenser l'énergie perdue par les fenêtres. les fenêtres électrochromes, qui assombrir ou éclaircir en fonction de la tension à travers elles, pourraient aider en assombrissant pour bloquer le transfert de chaleur à partir de la lumière infrarouge. Mais ces fenêtres nécessitent plusieurs couches de matériaux et doivent rendre complexes et coûteux.
La structure d'une fenêtre électrochrome ressemble à celle d'une batterie. les électrodes de verre en sandwich une couche électrochromique, généralement en oxyde de tungstène, et un électrolyte, contenant habituellement des ions lithium. Une tension à travers le dispositif permet ions se déplacent dans le matériau électrochrome, la modification de ses propriétés optiques de sorte qu'elle absorbe la lumière visible et IR. L'inversion de la tension rend les ions migrent, et la fenêtre redevient incolore.
fenêtres électrochromes ont besoin d'un revêtement extérieur anti-reflet supplémentaire pour augmenter la transparence sans des fenêtres, ils sont assez sombres. Ces revêtements augmentent le coût des fenêtres. Pour éliminer le coût supplémentaire, Kuan-Jiuh Lin. un chimiste à l'Université nationale Chung Hsing. à Taiwan, a essayé de faire un revêtement qui est à la fois anti-reflet et électrochrome.
nanofils de dioxyde de titane ont ces propriétés, mais les cultiver sur des électrodes en verre est pas facile, dit Lin. Il a donc mis au point une méthode simple. Tout d'abord lui-même et ses collègues par pulvérisation cathodique une fine couche de titane sur l'électrode en verre. Ensuite, ils le tremper dans un récipient contenant de l'hydroxyde de sodium et chauffer à 80 ° C pendant une heure. La base réagit avec la surface de titane pour former des nanofils de dioxyde de titane. Lin peut fabriquer des revêtements de nanofils d'épaisseurs différentes en faisant varier la concentration de la base. Il a testé les matériaux résultants pour trouver la plus transparente et la plus poreuse. Une plus grande porosité permet aux ions de lithium de se déplacer plus librement à travers le dispositif électrochrome. Les nanofils sont venus les plus performants d'une solution à 2,5 M. Lin a utilisé ces pour faire une petite, 1,69 cm 2 fenêtre électrochrome qui se gris clair quand il appliqué -4.5 volts à travers elle. Lin pourrait inverser le changement de couleur en appliquant 1 volt. Son indice de réfraction, 1,37, était sur la même que celle des revêtements antireflets les plus courants.
Le concept de la combinaison des propriétés antireflets et électrochromes dans un seul matériau « a été autour pendant un certain temps », dit-Sarbajit Banerjee, chimiste à l'Université d'État de New York, Buffalo. Lin, il ajoute, a montré que cela fonctionne.