החלונות החכמים, שפותחו על ידי מהנדסים מאוניברסיטת סטנפורד ותוארו במחקר שפורסם באינטרנט ב -9 באוגוסט בכתב העת Joule, נשענים על עיקרון שונה לחלוטין בהשוואה לחלופות קיימות המכונות חלונות דינמיים. הגישה החדשה עושה שימוש בג'ל פולימרי המכיל יוני מתכת המיושמים על גבי אלקטרודה שקופה. כאשר מופעל מתח, יוני המתכת מצליחים את האלקטרודות וחוסמים את כל אורכי הגל של האור. לאחר הפעלת המתח ההפוך, החלונות חוזרים להיות שקופים.
הגישה החדשה מציעה מספר יתרונות בהשוואה לטכנולוגיות חלון אלקטרוכומיות קיימות, אמר מייקל מקגי, פרופסור למדעי חומרים והנדסה באוניברסיטת סטנפורד, שהוביל את המחקר.
"המון אנשים היו רוצים שיהיו חלונות כהים באופן דינמי, ואני לא חושב שהם ממהרים לקנות את המוצרים הזמינים, בחלקם, מכיוון שזה יקר מדי", אמר מקגי ליה Live Science. "חלונות אלקטרוכרומיים זמינים כוללים כמה מיקרונים של חומר אלקטרו-כרומי יקר יחסית. התהליך להנחת החומר הזה יקר למדי."
מקגיי הוסיף כי התהליך שפיתח צוותו, הכולל הזרקת תמיסת הפולימר לכוס, הוא מטבעו פחות יקר ויכול לסלול את הדרך לשימוש נרחב יותר בחלונות גוון, במיוחד בבנייה.
הטכנולוגיה, על פי מקגי, משמשת עד כה בעיקר בכלי טיס ומכוניות. בואינג, למשל, התאימה חלונות כהה לספינת הדגל 787 של דרימליינר המטוס שלה. יש יצרניות יוקרה שמשתמשות גם בחומרים אלקטרוכרומיים לייצור מראות אחוריות. אולם עם עלויות נמוכות יותר, השימוש בטכנולוגיה מסוג זה עשוי להתרחב עוד יותר, אמרו החוקרים.
"אפשר להשתמש בהם בחלונות של כל מיני בניינים, בתים, מבנים מסחריים גדולים יותר", הוסיף מקגי. "דיברנו עם חברות רכב, והם מאוד מעוניינים להחזיק את זה בגג השמש או בחלונות האחוריים. המשקפיים הם אפליקציה מרגשת, במיוחד עבור אנשים אשר מרכיבים משקפיים כל הזמן וזקוקים לעדשות המרשם."
בבניינים, חלונות גוון עשויים לעזור לחתוך את עלויות החימום והקירור בעד 20 אחוזים, בכך שהם יאפשרו לאנשים להתאים את כמות האור הנכנסת לחדר, אמר מקגי.
בנוסף למצבים שקופים לחלוטין או כהים לחלוטין, ניתן לכוון את החלונות באופן חלקי, ולסנן רק מעט אור, אמר מקגי. אנשים בתוך החדר עדיין יוכלו לראות בחוץ בבירור, בדומה אם היו מרכיבים משקפי שמש.
"אתה יכול לחסום 90 אחוז מהאור כדי להפחית את הזוהר, אבל אתה יכול לראות מה שם בחוץ," אמר מקגי. "זה לא כמו שיש לך תריסים או במטוס - כשאתה מושך את הפלסטיק למטה, אז הנוף שלך נעלם לחלוטין."
מקגי אמר כי בהשוואה לטכנולוגיות קודמות, החלונות הדינמיים החדשים עמידים יותר, הודות לשימוש במתכת, אשר אינה מבזה בגלל חשיפה לשמש. במהלך הניסוי, החוקרים הדליקו וכיבו את החלונות לפחות 5,500 פעמים ולא ראו שום שינוי בהעברת האור.
החלונות גם מסננים את כל אורכי הגל באופן שווה, כולל כחול, שהטכנולוגיות המוקדמות יותר מאפשרות להיכנס בשפע, לטענת החוקרים.
"חלק מהחלונות האחרים נראים כחולים, והאנשים בפנים נראים כחולים מכיוון שהם נותנים אור כחול רב יותר מאשר אורכי גל אחרים," אמר מקגי.
עד כה, החוקרים בנו אבות טיפוס בקנה מידה קטן שגודלם 25 סנטימטרים רבועים., אך אמרו שהם כבר במגעים עם יצרנים שיכולים לעזור להם להגדיל את הטכנולוגיה.
