Istraživači sa Lorens Berkli nacionalne laboratorije (Lawrence Berkeley National Laboratory) u SAD-u su proizveli „pametni“ premaz za staklo koji može biti selektivno kontrolisan kako bi blokirao vidljivu svetlost, svetlost blizu infracrvenog spektra koje proizvodi toplotu (NIR - near-infrared), ili oboje, primenom malog električnog naboja na njega.
Mogućnost da se to uradi dinamički ima potencijal da obezbedi poboljšano osvetljenje, grejanje i hlađenje u zgradama, što bi maksimizovalo uštedu energije uz obezbeđivanje dobro osvetljenog okruženja u različitim vremenskim uslovima.
Korišćenjem stakla proizvedenog sa niobijum oksidom u kome su ugrađeni nanokristali od indijum kalaj-oksida (ITO - indium tin oxide), istraživači su stvorili elektrohromični materijal sa dva različita električna potencijala u različitim regijama elektromagnetnog spektra. Staklo prenosi NIR svetlost i vidljivo svetlo u normalnom stanju, ali čim se malo negativno naelektrisanje pusti kroz staklo, ugrađeni ITO nanokristali se smanjuju u veličini, što stvara prostor unutar stakla koji apsorbuje vidljivu svetlost. Kako se naelektrisanje povećava, matrica niobijum oksida unutar stakla menja stanje i dalje povećava nivo apsorpcije.
Ova dva efekta zajedno daju sinergijsku interakciju koja povećava snagu elektrohromičnog efekta i omogućava dobro osvetljeno okruženje bez neželjene toplote. Isto staklo sa većim električnim nabojem može biti prebačeno u „tamni režim rada“, blokirajući i svetlost i toplotnu dobit. Staklo je u potpunosti providno kada nema električnog naboja.
Ova sposobnost samostalnog kontrolisanja NIR svetla bi u budućnosti mogla dovesti do velikih ušteda u troškovima klimatizacije i potreba za veštačkim osvetljenjem. „U SAD-u, mi trošimo oko četvrtine ukupne energije na osvetljenje, grejanje i hlađenje naših zgrada“, kaže Delia Miliron (Delia Milliron), hemičar u Lorens Berkli laboratoriji i vođa istraživanja.
„Kada se koristi kao premaz za prozore, naš novi materijal može imati veliku uticaj na energetsku efikasnost zgrada. Iz perspektive diozajna materijala, pokazali smo da mogu da se kombinuju veoma različiti materijali kako bi se stvorile nove osobine koje nisu dostupne kod homogenih monofaznih materijala, bilo amorfnih ili kristalnih, uzimajući nanokristale i postavljajući ih u staklo.“
Dodatna istraživanja su trenutno u toku kako bi se utvrdili komercijalno održivi načini za proizvodnju i primenu Smart Glass-a van laboratorije. Iako ova tehnologija može biti relavantna za mnoštvo proizvoda od stakla koji se koriste u zgradama, satelitima i automobilima, staklena matrička struktura takođe ima osobine koje omogućavaju bolji protok naelektrisanja što može dovesti do novih mogućnosti za proizvodnju baterija.
Studija koja opisuje ovo istraživanje je objavljena u časopisu Nature. Video snimak ispod vodi vas iza vrata Lorens Berkli nacionalne laboratorije (napomena: video snimak je na engleskom jeziku).
