Ventanas que pasan automáticamente de opacas a transparentes

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Investigadores han desarrollado una nueva tecnología de película óptica inteligente fácil de usar que permite a las ventanas inteligentes cambiar de forma autónoma entre los estados transparente y opaco en respuesta a las condiciones de luz circundantes.

La película híbrida de nanocompuestos en 3D propuesta, con una estructura de red altamente periódica, ha demostrado empíricamente su alta velocidad y rendimiento, permitiendo que la ventana inteligente cuantifique y autorregule su transmitancia óptica de alto contraste.

Como prueba de concepto, se ha ideado una ventana inteligente habilitada para su uso con aplicaciones de teléfono móvil e Internet de las Cosas (IO), la cual utiliza la película óptica inteligente propuesta en una superficie de 3 por 3 pulgadas.

Esta tecnología, eficiente en el uso de la energía y rentable, es muy prometedora para su uso futuro en diversas aplicaciones que requieran una modulación activa de la transmisión óptica.

Las tecnologías de modulación de transmisión óptica para aplicaciones inteligentes, incluyendo ventanas para la protección de la privacidad, edificios sin consumo de energía y pantallas de proyección, han estado en el centro de atención en los últimos años.

Las tecnologías convencionales que utilizaban estímulos externos como la electricidad, el calor o la luz para modular la transmisión óptica solo tenían aplicaciones limitadas debido a sus lentas velocidades de respuesta, un cambio innecesario de color y su baja durabilidad, estabilidad y seguridad.

Un equipo de investigación del KAIST dirigido por el profesor Seokwoo Jeon del Departamento de Ciencia e Ingeniería de Materiales y el profesor Jung-Wuk Hong del Departamento de Ingeniería Civil y Medioambiental utilizó la tecnología PnP (proximity-field nanopatterning) que produce eficazmente nanoestructuras híbridas tridimensionales altamente periódicas, y una técnica de deposición de capas atómicas (ALD) que permite el control preciso de la deposición de óxido y la fabricación en alta calidad de dispositivos semiconductores.

El equipo produjo entonces con éxito una película óptica inteligente a gran escala con un tamaño de 3 por 3 pulgadas.

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Esta película híbrida de nanocompuestos 3D “mecánicamente sensible” con una estructura de red altamente periódica, es la mayor película de modulación de transmisión óptica inteligente que existe.

Se ha demostrado que la película tiene una modulación de transmisión óptica de última generación de hasta el 74% en las longitudes de onda visibles.

Su durabilidad y estabilidad fueron probadas durante más de 10.000 pruebas de deformación mecánica dura, incluyendo estiramiento, liberación, flexión, y colocación bajo altas temperaturas de hasta 70°C.

Cuando se utilizó esta película, la transmitancia del dispositivo de ventana inteligente se ajustó rápida y automáticamente en un segundo en respuesta a las condiciones de luz circundantes.

El trabajo se publicó en la revista Advanced Science.

El grupo del profesor Jong-Hwa Shin y el profesor Young-Seok Shim de la Universidad de Silla también colaboraron en este proyecto.

Donghwi Cho, candidato al doctorado en ciencia e ingeniería de materiales en el KAIST y co-autor principal del estudio, dijo: “Nuestra tecnología de película óptica inteligente puede controlar mejor la transmisión óptica de alto contraste por medio de principios operativos relativamente simples y con bajo consumo de energía y costos“.

Fuente: Noticias de la Ciencia