Poznato je da se velika količina energije troši na grejanje i hlađenje zgrada, ali bi novi dinamički sistem senčenja koji su dizajnirali istraživači sa Univerziteta u Torontu mogao pomoći. Inspirisan kožom krila, sistem koristi ćelije cvetajućeg pigmenta koje mogu da blokiraju svetlost na zahtev.
Oblik zavisi od brzine protoka pigmenta (Foto: Raphael Kay, Charlie Katrycz)
Kril su sićušni morski organizmi koji su obično providni, ali imaju sposobnost da pomeraju pigmente u ćelijama ispod svoje kože, što im omogućava da postanu tamniji da bi se zaštitili od UV oštećenja na jakoj sunčevoj svetlosti. Ovo bi, smatra tim UToronta, bila korisna opcija za prozore i fasade zgrada.
Prototip tima inspirisan krilom sastoji se od optofluidnih ćelija koje mogu da se prebacuju između providnih i neprovidnih na zahtev, koristeći relativno malo energije. Unutar ćelije je sloj mineralnog ulja od 1mm između dva sloja plastike. Da bi postala tamnija, mala količina vode koja sadrži pigment ili boju može se ubrizgati u ćeliju kroz spojenu cev, stvarajući "cvet" tamnije boje.
Oglas
Što se više pigmenta unese, veći je cvet, a brzina protoka može diktirati oblik koji stvara. Niske brzine protoka stvaraju kružni obrazac, dok veće brzine stvaraju razgranate strukture nalik drvetu. Pigment se kasnije može ispumpati da bi se ćelija vratila u providno stanje.
"Zanima nas kako se "ograničeni fluidi" zelene, održive hemije mogu koristiti za promenu svojstava materijala", rekao je Ben Hatton, glavni autor studije. "Veoma je svestran: ne samo da možemo da kontrolišemo veličinu i oblik vode u svakoj ćeliji, već možemo i da podesimo hemijska ili optička svojstva boje u vodi. To može biti bilo koja boja ili nivo neprozirnosti koji želimo."
Tim planira da se mreža ovih optofluidnih ćelija koristi u prozorima ili fasadama zgrada kao niskoenergetski sistem za regulaciju temperature. U vrelini letnjeg dana, ćelije bi mogle da se prebace u neprozirne da bi blokirale sunčevu svetlost, pre nego što se vrate na providne kada sunce zađe.
Istraživači su proučavali koliko dobro bi takav sistem mogao da funkcioniše na nivou zgrade i uporedili potencijalnu uštedu energije sa dva druga sistema - motorizovanim roletnama ili elektrohromskim prozorima, koji koriste promene napona da bi promenili transparentnost staklenog premaza.
"Ono što smo otkrili je da bi naš sistem mogao da smanji energiju potrebnu za grejanje, hlađenje i osvetljenje do 30% u poređenju sa druge dve opcije", rekao je Raphael Kay, dopisni autor studije. "Glavni razlog za to je taj što imamo mnogo bolju kontrolu nad obimom i vremenom zasenčenja. Naš sistem je analogan otvaranju i zatvaranju stotina sićušnih roletni sa različitim lokacijama i vremenima preko fasade. Sve ovo možemo postići jednostavnim, skalabilnim i jeftinim protokom tečnosti."
Istraživači smatraju da bi se optofluidni displeji mogli koristiti i za stvaranje velikih umetničkih dela.
Istraživanje je objavljeno u časopisu Nature Communications.
