Akıllı pencerelerle ilgili Ar-Ge'de Yeni Adımlar
ABD’de araştırmacıların geliştirdiği malzeme, ısıyı ve ışığı kontrol edebilen akıllı pencerelerin imal edilmesinde aşama kaydedilmesini sağlayacak.
Türkiye'nin Ar-Ge'de OECD'nin tabanında gezindiğine dair haberler sitemizde yayınlanadursun dünyada kimya mühendisliği alanında ( kuşkusuz ki teknolojik gelişmeler ışığında disiplinler arası işbirliğini hiç gözardı etmeden) yeni araştırmalar durmuyor. Bu araştırma haberi de ABD'den...
ABD’de Teksas Üniversitesi Cockrell Mühendislik Okulu’ndan araştırmacılar, yayınlanan iki yeni makalede de açıklandığı üzere, ısıyı transfer etmeden ışığı geçiren ve tam tersine ısı transferi meydana gelirken ışığı bloke eden pencerelerin yapımına olanak sağlayan mühendislik malzemeleri konusunda gelişme kaydettiler. Bu ilerlemenin akıllı pencerelerin imal edilmesi aşamasına bir adım daha yaklaşılmasını sağlayacağı düşünülüyor.
Teksas Üniversitesi sitesine 23 Temmuz 2015 tarihinde giren habere göre, bu yeni malzemeler bina içinde bulunanların pencereden ısı transferi ve ışık geçişini daha iyi bir şekilde kontrol etmesini sağlayarak binaların ısınma ve soğutma maliyetlerini önemli ölçüde düşürebilir.
2013 yılında Kimya Mühendisliği bölümü profesörü Delia Milliron ve ekibi ilk olarak, görünür ışık ile ısı enerjisini veren yakın-kızılötesi (NIR)ışığın seçici kontrolüne olanak sağlayan, farklı optik özelliklere sahip iki malzemeyi karıştırarak iki bantlı elektrokromik malzemeler geliştirmişlerdi.
Araştırma ekibi şimdi elektrokromik malzemelerde yeni iki ilerleme sağladı: yüksek ölçüde seçici özelliğe sahip “serin mod” ve “sıcak mod”. Bu gelişmenin birkaç yıl önce düşünülmesinin bile mümkün olmadığı belirtiliyor.
Yeni malzeme, ürünün ticarileşmesine doğru önemli bir adım niteliğinde; zira NIR ışığın yüzde 90’ını, görünür ışığın ise yüzde 80’ini kontrol edebiliyor ve iki mod arasında geçiş sadece dakikalar alıyor. Daha önce rapor edilen malzemede bu süre saatleri buluyordu.
Araştırma ekibi, bu üstün performansa ulaşabilmek için, NIR ışığı bloke eden, görünür ışığı geçiren “serin mod” seçeneğine olanak sağlayan elektrokromik malzeme için nanoyapılı bir tasarım geliştirdi. Araştırmacılar bu yeni tasarımı 20 Temmuz’da Nano Letters dergisinde açıkladılar.
Ekip bu makalede küçük bir voltaj uygulamasıyla yeni malzemenin nasıl güçlü ve seçici olarak görünür ve NIR modları arasında ayarlanabildiğini gösteriyor. Uygulanabilirliğini sağlamak için, elektrokromik malzemelerin performansını optimize etmek amacıyla araştırma ekibi gözenekli, birbirine nüfuz edebilen iki bileşenli nanokompozit malzeme oluşturdu. İskeletin mimarisi elektronik ve iyonik değişimler için kanallar oluşturmaya uygun olarak tasarlandı. Bu yapı, modlar arasındaki geçişleri daha hızlı hale getirdi.
Ekip şimdi imalat maliyetini düşürmek için benzer yapılı bir nanokompozit malzemeyi basit yöntemlerle üretmek üzerinde çalışıyor.
Amerikan Kimya Topluluğu Dergisi’nde (Journal of the American Chemical Society,) yayınlanan ikinci bir makalede ise Milliron ve ekibi, tek bileşenli bir filmle kaplı pencerede optik özelliklerin nasıl kontrol edilebileceğini açıklıyor. Farklı voltajlar uygulanarak, iki farklı yükleme mekanizması ile titanyum dioksit nanokristalleriyle katkı yapılmış kaplamanın nasıl seçici olarak görünür ışık ve kızılötesi ışığı bloke edebileceğini gösteriyorlar.
Araştırmacı Milliron, bu iki ilerlemenin güneş ışığının dinamik kontrolünün olanaklı olduğunu gösterdiğini, söz konusu nanokristal malzemelerin akıllı pencerelerin ticarileşmesi için gereken performans ve maliyet unsurlarını karşılayacağına inandıklarını belirtiyor. İki araştırma da ABD Enerji Bakanlığı ve muhtelif vakıflar tarafından destekleniyor.
Eylül 2015
http://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/jacs.5b04933
.
