Lớp phủ kính cửa sổ thông minh có thể giữ nhiệt vào mùa đông, phản xạ nhiệt vào mùa hè

Cửa sổ đóng vai trò quan trọng trong việc đưa ánh sáng tự nhiên và hơi ấm vào phòng nhưng đôi khi, việc đưa quá nhiều ánh sáng và nhiệt vào trong phòng có thể khiến nhiệt độ phòng tăng lên quá cao.

Các nhà nghiên cứu tại Oxford đã phát triển một lớp phủ cửa sổ thông minh mới có thể điều chỉnh để tỏa ra hoặc phản xạ nhiệt từ Mặt trời với lượng khác nhau, giảm tới 1/3 chi phí năng lượng sưởi ấm và làm mát.

Chìa khóa của công nghệ mới là vật liệu sử dụng hợp chất hóa học chalcogenide có thể thay đổi các giai đoạn phản ứng với nhiệt.

Trong thời tiết lạnh, vật liệu này hấp thụ tia hồng ngoại từ ánh sáng mặt trời và tỏa nhiệt trong phòng. Nhưng khi trời nóng, vật liệu có thể chuyển sang phản xạ nhiệt từ ánh sáng Mặt trời ra bên ngoài, giữ cho phòng mát hơn. Ý tưởng của việc sử dụng vật liệu mới là giảm việc sử dụng các hệ thống sưởi ấm hoặc làm mát trong nhà, qua đó giảm năng lượng tiêu thụ và tác động đến môi trường.

Nhóm nghiên cứu đã thử nhúng các bộ gia nhiệt nhỏ, trong suốt vào lớp phủ, sau đó kích hoạt vật liệu thay đổi pha ở các mức độ khác nhau. Lớp phủ có thể được điều chỉnh theo yêu cầu để tỏa nhiệt hoặc phản xạ nhiệt ở các tốc độ khác nhau.

Trong nghiên cứu, lớp phủ được thiết lập chứa 30% vật liệu phản xạ nhiệt và 70% tỏa nhiệt.

Bất kể vật liệu ở trạng thái nào, nó vẫn cho phép cùng một lượng ánh sáng nhìn thấy đi qua. Nhóm nghiên cứu ước tính cửa sổ lắp loại kính này sẽ tiết kiệm cho một ngôi nhà hoặc tòa nhà từ 20 đến 34% năng lượng sử dụng mỗi năm so với cửa sổ lắp kính hai lớp truyền thống.

Đây không phải là lớp phủ thủy tinh duy nhất đang được phát triển cho phép người dùng chọn mức nhiệt truyền qua. Các cửa sổ thông minh trước đây sử dụng vật liệu điện sắc để phản xạ nhiệt ra bên ngoài vào mùa hè và hấp thụ nhiệt vào mùa đông, hoặc những tấm phim chứa đầy chất lỏng giúp căn phòng mát mẻ vào ban ngày và ấm áp vào ban đêm.

Tuy nhiên nhóm nghiên cứu cho biết, thiết kế mới này tương đối đơn giản và không tốn kém thì mới dễ ứng dụng trong thực tế. Nhưng tất nhiên là công nghệ mới chưa hoàn toàn sẵn sàng tại thời điểm này.

Harish Bhaskran, trưởng nhóm nghiên cứu cho biết: "Mặc dù nghiên cứu tương lai là cần thiết trước khi công nghệ này được thương mại hóa nhưng kết quả cho thấy ý tưởng này rất hứa hẹn và nếu có thêm các nghiên cứu sâu hơn thì sẽ càng tốt".

Nghiên cứu đã được công bố trên tạp chí ACS Photonics mới đây.