De slimme vensters, ontwikkeld door ingenieurs van Stanford University en beschreven in een studie die op 9 augustus online is gepubliceerd in het tijdschrift Joule, vertrouwen op een heel ander principe in vergelijking met bestaande alternatieven die bekend staan als dynamische vensters. De nieuwe benadering maakt gebruik van een polymeergel die metaalionen bevat bovenop een transparante elektrode. Wanneer spanning wordt aangelegd, worden de elektroden door de metaalionen bedekt, waardoor alle golflengten van licht worden geblokkeerd. Nadat de tegengestelde spanning is aangelegd, schakelen de vensters weer transparant over.
De nieuwe aanpak biedt verschillende voordelen in vergelijking met bestaande elektrochrome raamtechnologieën, zei Michael McGehee, een professor in materiaalkunde en engineering aan de Stanford University, die het onderzoek leidde.
"Veel mensen zouden graag dynamisch getinte ramen willen hebben, en ik denk niet dat ze haast hebben om de beschikbare producten gedeeltelijk te kopen, omdat het te duur is", vertelde McGehee aan WordsSideKick.com. "Beschikbare elektrochrome ramen hebben een paar micron van relatief duur elektrochroom materiaal. Het proces om dat materiaal neer te zetten is vrij kostbaar."
McGehee voegde eraan toe dat het door zijn team ontwikkelde proces, waarbij de polymeeroplossing in het glas wordt geïnjecteerd, inherent minder duur is en de weg zou kunnen effenen voor een breder gebruik van kleurramen, vooral in de bouw.
De technologie wordt volgens McGehee tot nu toe vooral gebruikt in vliegtuigen en auto's. Zo plaatste Boeing kleurramen in zijn vlaggenschip 787 Dreamliner-vliegtuig. Sommige luxe autofabrikanten gebruiken ook elektrochrome materialen om achteruitkijkspiegels te vervaardigen. Maar met lagere kosten zou het gebruik van dit type technologie verder kunnen uitbreiden, aldus de onderzoekers.
'Ze kunnen worden gebruikt in ramen van allerlei soorten gebouwen, huizen, grotere commerciële gebouwen', voegde McGehee eraan toe. "We hebben met autobedrijven gesproken en zij zijn erg geïnteresseerd om het in het zonnedak of achter de ramen te hebben. Brillen zijn een opwindende toepassing, vooral voor mensen die altijd een bril dragen en de voorgeschreven lenzen nodig hebben."
In gebouwen zouden getinte ramen de kosten van verwarming en koeling tot 20 procent kunnen verlagen door mensen in staat te stellen aan te passen hoeveel licht een kamer binnenkomt, zei McGehee.
Naast de volledig transparante of volledig donkere modi, kunnen de ramen gedeeltelijk worden getint, waardoor slechts wat licht wordt uitgefilterd, zei McGehee. Mensen in de kamer zouden nog steeds goed naar buiten kunnen kijken, vergelijkbaar met het dragen van een zonnebril.
'Je kunt 90 procent van het licht blokkeren om de schittering te verminderen, maar je kunt zien wat er daarbuiten is', zei McGehee. 'Het is niet zo dat je jaloezieën hebt of in een vliegtuig zit - als je het plastic naar beneden trekt, is je zicht helemaal weg.'
McGehee zei dat in vergelijking met eerdere technologieën, de nieuwe dynamische ramen duurzamer zijn dankzij het gebruik van metaal, dat niet verslechtert door blootstelling aan de zon. Tijdens het experiment schakelden de onderzoekers de ramen minstens 5.500 keer in en uit en zagen ze geen verandering in de lichttransmissie.
De vensters filteren ook alle golflengten gelijkmatig uit, inclusief blauw, die eerdere technologieën overvloediger toelieten, aldus de onderzoekers.
'Sommige andere ramen zien er blauw uit en de mensen binnenin zien er blauw uit omdat ze meer blauw licht doorlaten dan andere golflengten,' zei McGehee.
Tot dusver hebben de onderzoekers kleinschalige prototypes gebouwd van 25 vierkante centimeter., maar zei dat ze al in gesprek zijn met fabrikanten die hen kunnen helpen de technologie op te schalen.
