De smarte windows, udviklet af ingeniører ved Stanford University og beskrevet i en undersøgelse offentliggjort online 9. august i tidsskriftet Joule, er afhængige af et helt andet princip sammenlignet med eksisterende alternativer kendt som dynamiske windows. Den nye fremgangsmåde anvender en polymergel indeholdende metalioner påført oven på en transparent elektrode. Når der tilføres spænding, plader metalionerne elektroderne, hvilket blokerer alle bølgelængder af lys. Når den modsatte spænding er påført, skifter windows tilbage til at være gennemsigtige.
Den nye tilgang giver flere fordele sammenlignet med eksisterende elektrokromiske vindueteknologier, sagde Michael McGehee, professor i materialevidenskab og teknik ved Stanford University, der ledede forskningen.
”Masser af mennesker vil gerne have dynamisk tonede vinduer, og jeg tror ikke, at de skynder sig at købe de tilgængelige produkter til dels, fordi det er for dyrt,” fortalte McGehee til Live Science. "Tilgængelige elektrokromiske vinduer har et par mikrometer relativt dyrt elektrokromisk materiale. Processen med at nedlægge dette materiale er ganske dyr.
McGehee tilføjede, at den proces, der er udviklet af hans team, og som involverer indsprøjtning af polymeropløsningen i glasset, i sig selv er billigere og kunne bane vejen for en mere udbredt anvendelse af toningsvinduer, især i konstruktionen.
Teknologien er ifølge McGehee hidtil mest brugt i fly og biler. Boeing monterede for eksempel toningsvinduer i sit flagskib 787 Dreamliner-jetfly. Nogle luksusproducenter bruger også elektrokromiske materialer til fremstilling af bagspejle. Men med lavere omkostninger kunne brugen af denne type teknologi udvides yderligere, sagde forskerne.
"De kan bruges i vinduer i alle slags bygninger, hjem, større forretningsbygninger," tilføjede McGehee. "Vi har talt med bilfirmaer, og de er meget interesserede i at have det i soltaget eller i bagvinduerne. Briller er en spændende applikation, især for folk, der bruger briller hele tiden og har brug af receptglas."
I bygninger kan tonende vinduer hjælpe med at skære omkostningerne til opvarmning og afkøling med op til 20 procent ved at lade folk justere, hvor meget lys der kommer ind i et rum, sagde McGehee.
Ud over de helt gennemsigtige eller helt mørke tilstande, kan vinduerne tones delvist og kun filtrere noget lys ud, sagde McGehee. Mennesker inde i rummet ville stadig være i stand til at se udenfor klart, ligesom hvis de havde solbriller på.
"Du kan blokere 90 procent af lyset for at reducere blænding, men du kan se, hvad der er derude," sagde McGehee. "Det er ikke som om du har persienner eller i en flyvemaskine - når du trækker plasten ned, så er dit syn helt forsvundet."
McGehee sagde, at sammenlignet med tidligere teknologier, er de nye dynamiske vinduer mere holdbare takket være brugen af metal, som ikke forringes på grund af soleksponering. Under eksperimentet tændte og søgte forskere vinduerne mindst 5.500 gange og så ingen ændring i transmission af lys.
Vinduerne filtrerer også alle bølgelængder ens, inklusive blå, som tidligere teknologier slipper mere i, ifølge forskerne.
”Nogle af de andre vinduer ser blå ud, og folkene indeni ser blå ud, da de slipper mere blåt lys igennem end andre bølgelængder,” sagde McGehee.
Indtil videre har forskerne bygget små prototyper, der måler 25 kvadratcentimeter (25 kvadratcentimeter), men sagde, at de allerede er i samtaler med producenter, der kan hjælpe dem med at opskalere teknologien.
