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miércoles, 11 de septiembre de 2013

VENTANAS INTELIGENTES QUE CONTROLAN LA LUZ Y EL CALOR

TRASMISIÓN EN EL INFRARROJO CERCANO Y SINTONIZACIÓN CON LA LUZ VISIBLE EN NANOCRISTALES COMPUESTOS EN VIDRIO

Las unidades octaédricas [NBO] se muestran en color verde y los nanocristales ITO en color azul. La inserción de los átomos de Niobio se encuentran en el centro del octaedro verde, los de Oxígeno en rojo y del Indio en…leer más Crédito: Nature

Un nuevo compuesto, desarrollado por investigadores del Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley de Estados Unidos, hace posible unas ventanas inteligentes capaces de controlar la cantidad de luz y calor que penetra al interior.
Los óxidos de metales amorfos son útiles en óptica, dispositivos electrónicos y de electroquímica. La disposición de unión dentro de estos vasos determina en gran medida, sus propiedades, sin embargo, sigue siendo un reto manipular sus estructuras de manera controlada.
Recientemente, se han desarrollado protocolos de síntesis para la incorporación de nanocristales que están unidos covalentemente en los materiales amorfos.

Este enfoque de nanocristales en vidrio no sólo combina dos componentes funcionales de una materia, sino también el enlace covalente que permite manipular la estructura del vidrio, permitiendo cambiar sus propiedades mediante la introducción de estaño dopado con nanocristales de óxido de indio en el vidrio de óxido de niobio [NbOx] dando cuenta de una nueva estructura amorfa debido a su vinculación con los nanocristales.
El material resultante muestra un comportamiento de conmutación óptica no realizada hasta ahora, permitiendo el dinámico control de la trasmisión de la radiación solar a través de las ventanas. Estas películas transparentes pueden bloquear selectivamente la luz  del infrarrojo cercano y luz visible de forma independiente mediante la variación de la tensión electroquímica aplicada en un rango de 2,5 voltios; también muestra que que este tipo de vidrio tiene superiores propiedades debido a su contraste óptico mejorado cinco veces, lográndose una excelente estabilidad electroquímica, con un 96% de la capacidad de carga retenida después de 2.000 ciclos.

Las ventanas inteligentes prosperan en diferentes direcciones, tanto en lo relacionado con el ruido hasta su conversión en pantallas táctiles, tal como se ha mostrado en varias películas últimamente; y en especial,  controlar en forma  independiente la cantidad de luz visible y luz infrarroja al aplicar corriente eléctrica a la capa de nanocristales hecha de óxido de indio y estaño lográndose  un bloqueo de hasta el 35% de los rayos infrarrojos disminuyendo así la cantidad de calor que penetra al interior. 
La ventana tiene 3 opciones diferentes: Un modo fresco [Cool] que permite el paso de la luz, pero bloquea el calor, el modo oscuro [Dark] que bloquea tiempo de luz y calor y el modo brillante [Bright] que deja pasar la luz y el calor hacia el interior.
De todas maneras, lo más importante es el ahorro energético que supone su uso.
El trabajo  titulado “Tunable Near-infrared and Visible-Light Transmittance in Nanocrystal-in-glass Composites” corresponde al equipo liderado por Anna Llordés, y su equipo compuesto por Guillemo García, Jaume Gázquez y Delia J. Milliron  aparece en la Revista Nature 500 323 – 326 doi:10.1038 nature 12398
Fuente: Nature / ALT 1040 /


Vídeo en inglés mostrando este tipo de ventanas - Berkeley Lab.