麻省理工学院开发自遮蔽窗口

一组研究人员在麻省理工学院有一种新方式使 windows 可以切换从透明到不透明，有可能通过在炎热的天气阻挡了阳光，从而减少空调成本节约能量。尽管其他造成玻璃变暗的系统确实存在，新方法相结合的快速响应时间和低功耗需求提供显著的优势。
一旦玻璃从明确转向黑暗，或反之亦然，新系统小到不需要电力来维持其新的状态;不同于其他材料，它只需要电力时再次切换回来的时间。
本周在前博士后凯西韦德，现在布兰代斯大学的助理教授与在线杂志化学，化学米尔恰 · Dincă，博士生哈立德 · 卡比，麻省理工学院教授的一篇文章中报道的结果。
新发现使用电致变色材料，改变其颜色和透明度的电压响应，Dincă 解释说。这些是相当不同的光致变色材料，类似于一些变深，当光线明亮的眼镜。这类材料往往要慢得多的响应时间，并接受他们的不透明度的水平变化较小。
现有的电致变色材料受到类似的限制，没有发现只有生态位的应用程序。例如，波音 787 飞机已经变黑，防止明亮的阳光下耀眼机舱内的电致变色窗。Windows 可以通过开启电压，Dincă 说，暗，但是”当你按下开关，它实际上需要几分钟的窗口变黑。很明显，你想的要快。
那种缓慢的原因是内材料的变化依赖于电子的运动 — — 电流 — — 这给了整个窗口的负电荷。正离子然后移动通过材料恢复电平衡，制造出颜色变化的效果。但虽然电子迅速流经材料，离子移动慢得多，限制了整体的反应速度。
麻省理工学院研究小组，克服了，使用海绵状材料称为金属有机框架 (Mof)，可以进行电子和离子在非常高的速度。这种材料有用 20 年左右他们的能力来储存气体内它们的结构，但麻省理工学院研究小组是第一个利用它们为其电学和光学特性。
另一个问题与现有版本的自遮阳材料，Dincă 说，是，”它是难改变从完全透明的让我们说的材料，全黑。甚至在 787 windows 可以只更改为暗绿色，而不是变得不透明。
在以往的研究金属-有机骨架，Dincă 和他的学生曾材料可能会将从明确对色调的蓝色或绿色，但在这新报告的工作他们取得长期追求的目标，产生一种涂层，完全可以去一路从清除到近黑色 （通过混合两种互补的颜色，绿色和红色）。通过结合两种化合物、 有机材料和金属盐制成新的材料。一旦混合，这些自组装成薄膜可切换的材料。
“它是这种组合，这两个相对较快的开关时间和接近黑色的颜色，已确实会让人非常兴奋，”Dincă 说。
新的 windows 有潜力，他说，做更多比只防止眩光。”这些可能导致相当重大的能源节省，”他说，通过大幅度减少许多 windows 在炎热的气候与建筑空调的需要。”你可以只是翻转开关，当阳光透过窗户，洒，把黑暗，”或甚至是自动使建筑物的那整个侧面，黑暗都马上走，他说。
而材料的性能现在已经被证实在实验室环境中，团队的下一步是使小规模设备进行进一步的测试︰ 1 平方英寸样本，证明中潜在的投资者，在技术上，行动的原则，帮助确定这种窗口的制造成本。
进一步的测试还需要 Dincă 说，证明他们已确定从初步测试:，一旦翻转开关和物质变化而改变颜色，它不需要进一步电力，保持其新的状态。没有额外的能力被需要直到开关后的转材料返回到其以前的状态，是否明确或不透明。许多现有的电致变色材料，相比之下，需要连续电压输入。
除了智能窗户，Dincă 说，这种材料也可用对于某些类型的低功耗显示，类似于像 （如亚马逊的 Kindle 设备中使用和基于麻省理工学院开发的技术） 的电子墨水显示但基于完全不同的方法。
奥马尔 · K.Farha，没有参与这一项目，在美国西北大学的化学研究教授说，”每次我从 Dincă 组中打开一篇新文章，我敢担保阅读有关惊奇的发现和执行良好的科技，本文没有什么不同”。他补充说，鉴于这种材料的相对快速的切换时间，”我看到没有理由为什么下一代梦幻 [787] 不能使用金属-有机骨架为其电致变色窗。
也许不令人惊讶的是，研究有部分是由这种光阻的窗口会在哪里特别有用的区域组织︰ 马斯达尔研究所，总部设在阿拉伯联合酋长国，通过与麻省理工学院的合作协议。研究还收到美国能源部通过 Excitonics，能源前沿中心中心的支持。