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Dec 16, 2023

Elettrocromico

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Sebbene tende o persiane siano ancora il modo più comune per bloccare la luce solare attraverso le finestre, i recenti sviluppi nella tecnologia del vetro hanno offerto un nuovo mezzo per affrontare la luce esterna indesiderata. I sistemi di finestre intelligenti, noti anche come finestre commutabili, rispondono alla luce solare modificando la tinta del vetro per bloccare la luce e il calore indesiderati.

Le forme più recenti di finestre intelligenti vanno ben oltre il blocco della luce o la garanzia della privacy. Ad esempio, alcune finestre intelligenti possono trasformare la luce in energia termica che può essere utilizzata per supportare il sistema di riscaldamento dell'edificio. Sono in fase di sviluppo anche finestre intelligenti antimicrobiche per ambienti sterili, come laboratori e ospedali.

I raggi del sole sono composti da frequenze di onde luminose che vanno dai raggi UV alla luce visibile, fino all'energia infrarossa all'altra estremità dello spettro. Quando si tenta di utilizzare queste diverse parti dello spettro luminoso in modi diversi, ad esempio bloccando alcune frequenze delle onde luminose e sfruttandone altre per creare calore, il design delle finestre commutabili diventa molto complicato.

La creazione di una finestra che affronti tutti i componenti della luce solare richiede materiali specifici per affrontare ogni tipo di onda luminosa. Per esempio:

Combinare tutti questi elementi in un’unica finestra intelligente è difficile, quindi i ricercatori stanno lavorando per progettare materiali che possano fare tutto.

Un gruppo di ricerca cinese sembra aver trovato una soluzione con una pellicola elettrocromica-fototermica dal design elegante. Questo film è costituito da una struttura a nido d'ape realizzata in 3D WO3. All'interno delle cellule della struttura esistono minuscole nanoparticelle e nanobarre d'oro, che forniscono a tutti gli elementi desiderati un modo per adattarsi allo stesso spazio. Il WO3 modifica la quantità di luce che passa attraverso la finestra, mentre le nanostrutture d'oro trasformano la luce in calore.

Questa pellicola risponde alla luce facendo passare le finestre da trasparenti a nere molto rapidamente. La radiazione nel vicino infrarosso riscalda le finestre di 24° C in cinque minuti, rendendole un'efficace fonte di calore. Le nanostrutture d'oro e il WO3 hanno proprietà antimicrobiche molto efficaci se combinati, quindi le finestre eliminano quasi tutti i batteri quando sono allo stato buio.

Le finestre commutabili standard possono essere utili in molte applicazioni diverse, come lucernari e finestre per verande. Tuttavia, le finestre antimicrobiche sono particolarmente promettenti per le strutture in cui la protezione batterica è importante, come le strutture mediche. Le finestre che possono essere utilizzate anche come fonte di calore forniscono anche un’interessante fonte di energia priva di carbonio.

Dato il rapido tasso di espansione della tecnologia, è probabile che nel prossimo futuro vedremo funzionalità nuove e innovative dalle finestre intelligenti. Gli scienziati stanno trovando modi per incorporare diversi elementi in un'unica finestra, creando vetri che presentano molteplici vantaggi per diverse situazioni. Dalle applicazioni di blocco della luce e del calore nelle case alle capacità antimicrobiche avanzate da utilizzare negli ospedali, il potenziale delle finestre intelligenti è in espansione.

Credito immagine: per gentile concessione di M3 Glass