更好、更便宜的智慧玻璃-工程師開發能從透明切換到不透明的環保面板

出處 ScienceDaily 作者 陳孟忻 年份 2018/06/14
報告類型 能源新聞 分類 能源新聞 資料時間 2018年6月
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    新的“智慧玻璃”技術可以使窗簾和百葉窗成為過時的產品,並為擋風玻璃和屋頂窗戶提供光亮和黑暗之間的即時切換。雖然這不是有史以來第一款“智慧玻璃”,但它的價格大約是其他技術的十分之一,且在透明狀態下比競爭對手更透明,反射狀態下更具反光性。
總有一天,我們的窗戶上不需要窗簾或百葉窗,只需按下按鈕,我們就可以遮擋光線或讓光線進入,這就是特拉華大學電氣和計算機工程副教授古森所希望的。
 
    古森和丹尼爾去年從UD獲得博士學位,他開發的面板可以讓光線在入射和阻擋之間作切換。這種“智慧玻璃”技術可用於環保窗戶,擋風玻璃,屋頂窗戶和建材,在冬季吸收光線和熱量,並在夏季時將其反射出去。
雖然古森不是製造智慧玻璃的第一位科學家,但他的團隊的發明的成本約為其他發明的十分之一。他認為他所製造的智慧玻璃在透明狀態更透明,反射狀態下的反射性也比競爭對手更高。古森於3月5日星期一在丹佛舉行的第四屆會議SPIE智慧材料和評估能源系統上發表主題演講,分享了他最新的智能玻璃原型。
 
簡單的想法,清晰的結果
   
    這種智慧玻璃技術背後的原理非常簡單。它由兩張分開的塑膠片組成。塑膠片包含微小的立方體形狀的結構,能使材料逆向反射,這意味著它將光線反射回光源,就像自行車反光板一樣。然後將塑膠片浸於水楊酸甲酯中,此為一種便宜的冬青萃取物,是一些用於止痛膏中的成分。該液體具有與塑膠片相匹配的光學性質。當互相組合時,光線可以通過,系統變得透明,這又被稱為折射率匹配。古森的智慧玻璃系統可以在不降低效能的情況下從透明切換到反射態反覆切換1000次,這項成果並於去年年底發表於Optics Express期刊。
 
    在本次的會議上,古森展示了一種新的改進設計。此次改進設計的智慧玻璃不是利用立方體,而是靠垂直分層的一維結構造成全內反射。在高達60度的入射角時具有高度反射性。古森說:此次改進的設計表現得比我們基於理論上認為可能達成的效能更好。古森使用3D印刷來製作他的原型,但是這種技術最終可以使用低成本的注塑成型製造。他現在正在測試此系統可容許的溫度範圍,尤其是當溫度接近液體凝固的溫度(華氏3-16度),這項測試將決定最後會採用的液體。每當古森與一群工程師討論此研究時,大家都非常踴躍地提出問題。古森說:大家對這項技術非常感興趣。 
 
    商業化最終將會隨之而來,古森作為82項發明專利的作者,他在2001年創立了一家創業公司,後來被收購。他之後並將自己的創業知識傳授給對創業有興趣的學生們,更鼓勵學生們多引發好奇心,因為這項研究始於一種預感,它是科學發現的動力。古森說:有時候,發現有趣的事物是一種本能。
 
 
 
(特拉華大學的電氣工程師開發了他們的智慧玻璃技術。此玻璃剛開始不透明,但在填充折射率匹配液體時將變成透明,如該窗格的底部所示。 圖片來源:ScienceDaily)