Älykkäät ikkunat, jotka Stanfordin yliopiston insinöörit ovat kehittäneet ja joita on kuvattu verkossa 9. elokuuta Joule-lehdessä julkaistussa tutkimuksessa, tukeutuvat täysin erilaiseen periaatteeseen verrattuna nykyisiin vaihtoehtoihin, joita kutsutaan dynaamisiksi ikkunoiksi. Uusi lähestymistapa käyttää polymeerigeeliä, joka sisältää metalli-ioneja, jotka levitetään läpinäkyvän elektrodin päälle. Kun jännitettä käytetään, metalli-ionit levyttelevät elektrodit, estäen kaikki valon aallonpituudet. Kun vastakkainen jännite on kytketty, ikkunat vaihtavat takaisin läpinäkyviksi.
Uusi lähestymistapa tarjoaa useita etuja verrattuna olemassa olevaan sähkökromaattiseen ikkunatekniikkaan, sanoi tutkimuksen vetäjä Stanfordin yliopiston materiaalitieteiden ja tekniikan professori Michael McGehee.
"Monet ihmiset haluaisivat dynaamisesti sävytetyt ikkunat, enkä usko, että he kiirehtivät ostamaan saatavilla olevia tuotteita osittain, koska se on liian kallista", McGehee kertoi Live Science: lle. "Käytettävissä olevissa elekromaalisissa ikkunoissa on muutama mikroni suhteellisen kallista elekromaattista materiaalia. Prosessin tuon materiaalin laskeminen on melko kallista."
McGehee lisäsi, että hänen tiiminsä kehittämä prosessi, johon sisältyy polymeeriliuoksen injektio lasiin, on luonnostaan halvempaa ja voisi tasoittaa tietä ikkunoiden sävyttämisen laajemmalle käytölle, erityisesti rakentamisessa.
McGeheen mukaan tekniikkaa käytetään toistaiseksi lähinnä lentokoneissa ja autoissa. Esimerkiksi Boeing sovitti ikkunoiden sävyttämisen lippulaivaan 787 Dreamliner -suihkukoneeseen. Jotkut ylellisyysvalmistajat käyttävät myös elektrokromiaineita taustapeilien valmistukseen. Mutta alhaisemmilla kustannuksilla tämäntyyppisen tekniikan käyttö voisi laajentua edelleen, tutkijat sanoivat.
"Niitä voidaan käyttää kaikenlaisten rakennusten, kotejen, suurempien liikerakennusten ikkunoissa", McGehee lisäsi. "Olemme keskustelleet autoyritysten kanssa, ja he ovat erittäin kiinnostuneita siitä, että se on kattoluukussa tai takaikkunoissa. Silmälasit ovat mielenkiintoinen sovellus, etenkin ihmisille, jotka käyttävät laseja koko ajan ja tarvitsevat reseptilinssejä."
Rakennuksissa ikkunoiden sävyttäminen voisi auttaa vähentämään lämmityksen ja jäähdytyksen kustannuksia jopa 20 prosentilla, antamalla ihmisille säätää, kuinka paljon valoa tulee huoneeseen, McGehee sanoi.
Täysin läpinäkyvien tai tummien tilojen lisäksi ikkunat voidaan sävyttää osittain suodattamalla vain vähän valoa, McGehee sanoi. Huoneen sisällä olevat ihmiset pystyisivät silti näkemään ulkopuolelta selvästi, samalla tavalla kuin jos he käyttäisivät aurinkolaseja.
"Voit estää 90 prosenttia valosta vähentääksesi häikäisyä, mutta voit nähdä mitä siellä on", McGehee sanoi. "Se ei ole kuin jos sinulla on kaihtimet tai lentokoneessa - kun vedät muovin alas, näkymäsi on kokonaan poissa."
McGehee kertoi, että verrattuna aikaisempaan tekniikkaan, uudet dynaamiset ikkunat ovat kestävämpiä metallin käytön ansiosta, joka ei hajoa auringonvalossa. Kokeen aikana tutkijat kytkeivät ikkunat päälle ja pois päältä ainakin 5500 kertaa ja eivät nähneet muutosta valon läpäisyssä.
Ikkunat suodattavat myös kaikki aallonpituudet tasaisesti, mukaan lukien sininen, jota aiemmat tekniikat päästivät tutkijoiden mukaan runsaammin.
"Jotkut muut ikkunat näyttävät sinisiltä, ja sisäpuolella olevat ihmiset näyttävät sinisiltä, koska he päästävät enemmän sinistä valoa läpi kuin muut aallonpituudet", McGehee sanoi.
Toistaiseksi tutkijat ovat rakentaneet pienimuotoisia prototyyppejä, jotka mittaavat 10 neliötuumaa (25 neliösentimetriä), mutta kertoivat neuvottelevansa jo valmistajien kanssa, jotka voivat auttaa heitä laajentamaan tekniikkaa.
