تمكن فريق من الباحثين في جامعة بيتسبرغ بولاية بنسلفانيا الأمريكية مؤخراً، من تطوير نموذجاً أولياً لنافذة ذكية مزودة بخصائص امتصاص قابلة للتحويل، والتي يمكن ضبطها لامتصاص الحرارة خلال فصل الشتاء وعكسها في فصل الصيف.
وتتكون النافذة الذكية، وفقاً لصحيفة ديلي ميل البريطانية، من زجاج تم تزويده بطلاء طيفي منخفض الانبعاثية، للتحكم في كمية الحرارة التي تدخل الغرفة دون التأثير على جودة الضوء، بحيث يقوم الزجاج بامتصاص الطاقة الحرارية من أشعة الشمس تحت الحمراء ثم يعيد انبعاثها كحرارة يمكن التحكم في درجتها لاستخدامها في تبريد أو تدفئة الغرفة.
اكتشافات علمية
وأشار الباحثون إلى أن هذه النافذة المبتكرة تعتمد على تقنية جديدة عبارة عن كومة ضوئية من المركبات الكيميائية، التي تساعد الزجاج على تغيير ترتيبه الذري لتكون لديه القدرة على امتصاص أو عكس الضوء الصادر من الشمس حسب الفصول، مما يقلل من استخدام الطاقة في المنزل العادي بنسبة تصل إلى الثلث، وبالتالي يخفض من تكلفة فواتير الااز والكهرباء التي تثقل كاهل السكان حول العالم.
وأفاد البروفيسور ناثان يونغبلود، الأستاذ المساعد في الهندسة الكهربائية وهندسة الكمبيوتر في الجامعة، بأن الزجاج المستخدم يحتوي على كومة ضوئية يقل سمكها عن 300 نانومتر، إضافةً إلى طبقة نشطة رقيقة مصنوعة من مواد متغيرة، والتي يمكن تبديلها والتحكم في الأطوال الموجية للضوء غير المرئي المنبعث منها، بحيث ينتقل الضوء المرئي بشكل متماثل خلال الفصلين، كما يتحول ترتيب الذرات في الزجاج عند تطبيق الحرارة من ترتيب “غير متبلور” إلى “متبلور”.
ويؤكّد الفريق البحثي الأمريكي أن استخدام النوافذ الذكية الجديدة، سيسهم في توفير 20 إلى 34% من استخدام الطاقة سنوياً مقارنة بالنوافذ الزجاجية التقليدية، وذلك بعد ضبط خصائصها الحرارية والبصرية في طلاء الزجاج عند التصنيع، بحيث يسمح الزجاج ذو خاصية الانعكاس الأعلى أو طلاء التحكم في الطاقة الشمسية بدخول ضوء طبيعي أقل بشكل ملحوظ والعكس صحيح، الأمر الذي يعد ثورة في مستقبل تصنيع المنازل من مواد صديقة للبيئة بما يقلل من الكوارث البيئية الناتجة عن تغير المناخ بسبب انبعاثات الكربون وغيرها من الانبعاثات الضارة.
