Cửa sổ thông minh có thể thay đổi nhiệt độ theo mùa

Các nhà khoa học Mỹ đã phát triển một loại kính có thể hấp thụ nhiệt vào mùa đông và phản xạ nhiệt vào mùa hè, như một giải pháp tiết kiệm năng lượng thay thế hệ thống sưởi và điều hòa không khí.

Công nghệ cửa sổ thông minh có thể giúp giảm tới 1/3 mức sử dụng năng lượng trung bình hàng năm của một ngôi nhà. Ảnh minh hoạ: Shutterstock

Theo trang Daily Mail (Anh), các nhà nghiên cứu tại Đại học Pittsburgh (Mỹ) đã tạo ra công nghệ kính thông minh siêu mỏng có thể ứng dụng làm cửa sổ cho những ngôi nhà. Loại kính này – được chế tạo từ các hợp chất hóa học – có thể thay đổi cách sắp xếp nguyên tử thành phản xạ hoặc hấp thụ ánh sáng Mặt Trời tùy theo mùa.

Tác giả nghiên cứu Nathan Youngblood, Trợ lý Giáo sư về kỹ thuật điện và máy tính tại Đại học Pittsburgh chia sẻ: “Sự đổi mới chính là loại cửa sổ này có thể thay đổi theo nhu cầu từng mùa. Chúng hấp thụ ánh sáng hồng ngoại gần từ Mặt Trời và biến nó thành nhiệt, sưởi ấm cho ngôi nhà vào mùa đông. Trong những tháng mùa hè, thay vì hấp thụ ánh nắng Mặt Trời, loại cửa sổ này có thể phản xạ lại ánh sáng làm mát ngôi nhà”.

Lớp màng của cửa sổ được tạo thành từ một lớp vật liệu quang học có độ dày khoảng 300 nanomet. Trong đó, lớp hoạt tính mỏng được làm bằng vật liệu chuyển pha có thể hấp thụ các bước sóng không nhìn thấy được của ánh sáng Mặt Trời và phát ra dưới dạng nhiệt. Vật liệu này có thể chuyển đổi làm thay đổi các bước sóng ánh sáng.

“Điều quan trọng là ánh sáng được truyền qua cửa sổ gần như giống nhau ở cả hai trạng thái. Vì vậy, bạn sẽ không nhận thấy sự thay đổi về màu sắc của nó”, ông Youngblood nói.

Ảnh: Daily Mail

Theo các chuyên gia, nếu được thương mại hoá, công nghệ cửa sổ thông minh có thể giúp giảm tới 1/3 mức sử dụng năng lượng trung bình của một ngôi nhà. Các nhà nghiên cứu ước tính rằng việc sử dụng cửa sổ thông minh – bao gồm cả năng lượng cần thiết để điều khiển lớp màng chiếu – sẽ tiết kiệm từ 20% đến 34% năng lượng sử dụng hàng năm so với cửa sổ hai lớp thường được sử dụng trong nhiều ngôi nhà hiện nay.

Họ nhận định loại cửa sổ này vừa là mang lại hiệu quả cao, vừa có tính thẩm mỹ và cũng rất hữu ích để áp dụng vào việc thực hiện các chiến lược công công nghệ xanh trên toàn cầu, khi nhân loại đang phải đối mặt với hiện tượng biến đổi khí hậu khắc nghiệt.

Peiman Hosseini – Giám đốc điều hành của Bodle Technologies, công ty chuyên sản xuất màng phản chiếu siêu mỏng – cho biết công trình này cho thấy một ứng dụng thú vị về quang điện tử. Dù việc thương mại hóa các tấm kính vẫn còn một số thách thức đáng kể. Tuy nhiên, ông cho rằng công nghệ mới nên được áp dụng trở thành một phần của các chính sách tiếp cận toàn diện nhằm giải quyết vấn đề biến đổi khí hậu trong tương lai.

Công trình nghiên cứu đã được xuất bản trên tạp chí ACS Photonics.

Video cơ chế hoạt động của cửa sổ thông minh thay đổi nhiệt độ theo mùa (Nguồn: Daily Mail):