

在一个连水瓶和牙刷等普通设备都变得智能互联的世界里,很容易对又一次试图让实用小工具变得智能化的尝试嗤之以鼻。但今天在《Joule》杂志上描述的智能窗户新技术,可能确实是一个明智的想法。这得益于它们的节能潜力:当阳光照射时会变暗的动态窗户可以帮助降低夏季的制冷成本,就像放下百叶窗一样。而且,通过互联网连接和智能日程安排,这些窗户可以实现自动化,这样您就不必费心记住何时开关它们了。
按需变色的窗户已经存在——其中一种重要的类型被称为电致变色窗户。事实上,如果您乘坐过波音 787 梦想客机,您就见过机身上的电致变色窗户,它们可以通过乘客或机组人员按一下按钮来调暗。但斯坦福大学的一组研究人员正在追求一种更好、更动态的窗户:他们的原型在不到三分钟的时间内就能从透明变为不透明。而且他们采用了一种创新的方法。
哥伦比亚大学电气工程副教授 Ioannis Kymissis 表示,一般来说,电致变色技术并不完美。“它们不算惊艳,但也不算糟糕,”他说。“对于隐私应用来说,它们的性能不如人们期望的那么好。”换句话说,它们可能不会变得足够暗以完全不透明,而且过渡时间可能很慢。(其中一个品牌 SageGlass 表示,他们的窗户需要 7 到 12 分钟才能完成过渡。)
但 Kymissis 表示,这种新方法很巧妙,他并未参与这项新研究。他们的方法包括在窗户上的电解凝胶中使用铜和银等两种金属的离子。玻璃还需要含有氧化铟锡,这是一种广泛用于电视和智能手机屏幕的透明导体。通过施加负电压,窗户会变暗,因为离子会形成不透明的元素固态金属。正电压则会导致金属溶解回离子状态,让光线通过。
该研究的第一作者 Chris Barile,现任内华达大学雷诺分校化学助理教授,表示电荷只需要用于改变窗户的不透明度。“我们将其设计为,当您拔掉窗户的插头时,它会保持稳定,”Barile 说。“您将窗户置于何种状态,它就会保持在该状态。”
到目前为止,研究人员已经开发出一种小于 10 平方英寸(或每边小于 2 英寸)的窗户,这相当小且没多大用处(除非您是蚂蚁)。不过,他们希望能将其扩大到每边超过三英尺的窗户。“这是个大挑战,”Barile 说。随着电压在窗户表面传播,电压会下降,导致设备工作效率降低。
这项研究还处于早期阶段。“我们 Literally 用手制作这些,”他补充道。“参与过该项目的学生基本上都说这就像手工制作一样。”这个想法的简洁性让他有信心它有一天能够规模化并商业化,他认为这项研究不仅在建筑领域有应用,在汽车领域也有。
与此同时,总有百叶窗,是的,它们也可以连接互联网。