شیشه هوشمند

شیشه هوشمند یا شیشه قابل تعویض (همچنین پنجره های هوشمند یا پنجره های قابل تعویض در این برنامه ها) شیشه یا شیشه ای است که در هنگام اعمال ولتاژ ، نور یا گرما ، ویژگی انتقال نور تغییر می کند. به طور کلی ، شیشه از شفاف به شفاف و بالعکس تغییر می کند ،تغییر از عبور نور به مسدود کردن برخی از (یا همه) طول موج های نور و بالعکس.

دستگاه های ذره ای معلق

در دستگاه های ذره معلق (SPD) ، یک لایه ورقه نازک از ذرات در مقیاس نانو میله مانند در مایع معلق شده و بین دو قطعه شیشه یا پلاستیک قرار می گیرد یا به یک لایه متصل می شود. وقتی ولتاژ اعمال نشود ، ذرات معلق به طور تصادفی سازمان یافته و در نتیجه نور را مسدود و جذب می کنند. هنگامی که ولتاژ اعمال می شود ذرات معلق تراز می شوند و اجازه می دهند نور عبور کند. متفاوت بودن ولتاژ  صفحه جهت گیری ذرات معلق را تغییر می دهد ، در نتیجه رنگ لعاب و میزان نور منتقل شده را تنظیم می کند. SPD ها می توانند به صورت دستی یا خودکار “تنظیم” شوند تا میزان نور ، تابش خیره کننده و گرمای عبوری را دقیقاً کنترل کنند.

دستگاه های الکتروکرومیک در پاسخ به ولتاژ ، خواص انتقال نور را تغییر می دهند و بنابراین امکان کنترل میزان نور و گرما را از طریق آن کنترل می کنند. در پنجره های الکتروکرومیک ، ماده الکتروکرومیک کدورت خود را تغییر می دهد. برای تغییر میزان کدورت آن یک انفجار الکتریکی لازم است ، اما پس از اعمال تغییر برای حفظ سایه خاصی که بدست آمده هیچ الکتریکی مورد نیاز نیست.

فن آوری های شیشه هوشمند الکتروکرومیک نسل اول تمایل دارند که در حالت های شفاف خود یک لایه زرد و در حالت های رنگی آنها به رنگ آبی باشد. تیره شدن از لبه ها رخ می دهد ، به سمت داخل حرکت می کند و یک روند آهسته است و بسته به اندازه پنجره از چند ثانیه تا چند دقیقه (۲۰-۳۰ دقیقه) طول می کشد.

فن آوری های الکتروکرومیک جدید ، رنگ زرد را در حالت شفاف و رنگ آمیزی به سایه های خنثی خاکستری از بین می برد ، به طور مساوی و نه از خارج به داخل رنگ می شود و سرعت رنگ آمیزی را بدون توجه به اندازه شیشه ، به کمتر از سه دقیقه می رساند.شیشه الکتروکرومیک حتی در حالت تاریک نیز دید را ایجاد می کند و در نتیجه تماس بصری با محیط خارج را حفظ می کند.

پیشرفت های اخیر در مواد الکتروکرومیک مربوط به الکتروکرومیک هیدرید فلز انتقالی منجر به توسعه هیدریدهای بازتابنده شده است که بیش از آنکه جذب شوند ، بازتابنده می شوند و در نتیجه حالت ها را بین شفاف و آینه مانند تغییر می دهند.

پیشرفت های اخیر در شیشه هوشمند نانو کریستالی متخلخل اصلاح شده ، ایجاد نمایشگر الکتروکرومیک را امکان پذیر کرده است. ساختار صفحه نمایش تک لایه شامل چندین لایه متخلخل انباشته شده است که روی یک لایه با یک هادی شفاف اصلاح شده

هر لایه چاپی مجموعه خاصی از توابع را دارد. یک الکترود در حال کار از یک نیمه هادی متخلخل مثبت مانند دی اکسید تیتانیوم ، همراه با کروموژن های جذب شده تشکیل شده است.

دستگاه های کریستال مایع پراکنده پلیمر

در دستگاه های کریستال مایع پراکنده با پلیمر (PDLC) ، کریستال های مایع حل می شوند یا در یک پلیمر مایع پخش می شوند و به دنبال آن جامد یا پخت پلیمر می شود. در طی تغییر پلیمر از مایع به جامد ، کریستال های مایع با پلیمر جامد ناسازگار شده و قطره هایی را در سراسر پلیمر جامد تشکیل می دهند

شرایط تبدیل اندازه قطرات را تحت تأثیر قرار می دهد که به نوبه خود خصوصیات عملیاتی نهایی “پنجره هوشمند” را تحت تأثیر قرار می دهد. به طور معمول ، مخلوط مایع از پلیمر و کریستال های مایع بین دو لایه شیشه یا پلاستیک قرار می گیرد که شامل یک لایه نازک از یک ماده رسانا و شفاف و به دنبال تبدیل پلیمر است بدین ترتیب ساختار اصلی ترکیب پنجره هوشمند شکل می گیرد. این ساختار در واقع یک خازن است.

پرده های میکرو

میکرو پرده ها میزان نور عبوری را در پاسخ به ولتاژ اعمال شده کنترل می کنند. پرده های میکرو از پرده های نازک فلزی نورد روی شیشه تشکیل شده است. آنها بسیار کوچک هستند و بنابراین عملاً برای چشم قابل مشاهده نیستند. لایه فلزی توسط پاشش مگنترون رسوب می کند و توسط فرآیند لیزر یا لیتوگرافی الگو می شود. بستر شیشه ای شامل یک لایه نازک از یک لایه اکسید رسانای شفاف (TCO) است. یک عایق نازک بین لایه فلز نورد و لایه TCO برای قطع برق رسوب می کند. بدون ولتاژ اعمال شده ، میکرو پرده ها نورد می شوند و اجازه می دهند نور از آن عبور کند. وقتی اختلاف پتانسیلی بین لایه فلز نورد شده و لایه رسانای شفاف وجود داشته باشد ، میدان الکتریکی تشکیل شده بین دو الکترود باعث کشیده شدن میکرو پرده های نورد شده و در نتیجه نور را مسدود می کند.