Zastanów się nad światem, w którym kontrolowanie jasności i ciepła docierającego do naszych domów i biur jest tak proste, jak naciśnięcie przycisku. To obietnica dynamicznych okien, ekscytującej sfery, w której technologia spotyka się z codziennym życiem. Dynamiczne okna oparte na odwracalnej elektroosadzaniu metali stają się obiecującym rozwiązaniem ze względu na ich neutralność kolorystyczną, opłacalność i zakres dynamiczny. Okna te działają poprzez elektrochemiczne osadzanie jonów metali na przezroczystej powierzchni, regulując w ten sposób transmisję światła. Precyzyjnie kontrolowany proces ten może przekształcić okna z przezroczystych w nieprzezroczyste, zapewniając prywatność i efektywność energetyczną w jednym spójnym pakiecie.
Zespół Uniwersytetu Colorado Boulder, kierowany przez profesora Michaela McGehee, poszedł teraz o krok dalej w tej technologii. W swoim badaniu opublikowanym w Cell Reports Physical Science zbadali osadzanie elektrostatyczne impulsowe – metodę stanowiącą znaczące odejście od konwencjonalnego elektroosadzania prądem stałym (DC). Tradycyjne podejście, choć skuteczne, często skutkuje nierównymi powierzchniami folii, co utrudnia szybkie przełączanie się okien między stanami.
“Pulsowanie pozwala nam tworzyć gładsze folie. Ma to kluczowe znaczenie, ponieważ nie tylko zwiększa szybkość, z jaką okna przechodzą w stan prywatności, ale także znacznie zwiększa żywotność tych okien” – wyjaśnił profesor McGehee, podkreślając kluczowy przełom.
Badanie pokazuje, że pulsowanie, choć początkowo wolniej zabarwia w porównaniu z powlekaniem DC, pozwala szybciej osiągnąć prawie całkowity stan nieprzezroczystości. Poprawę tę przypisuje się zmniejszonemu wzrostowi dendrytów, typowym problemom podczas elektroosadzania metali, prowadzącym do gładszych i bardziej jednolitych warstw.
Kolejnym godnym uwagi osiągnięciem jest trwałość tych dynamicznych okien. Wykorzystując metodę pulsacyjnych cykli napięcia, badania wykazały, że okna zachowują swoje właściwości optyczne nawet po tysiącach cykli użytkowania, co stanowi znaczny postęp w porównaniu z poprzednimi iteracjami. Technika pulsacyjna znacznie ogranicza wzrost dendrytów na przeciwelektrodze z metalowej siatki, co jest kluczowym aspektem przedłużającym żywotność okna.
„Nasze odkrycia stanowią znaczący krok naprzód w technologii dynamicznych okien” – zauważył profesor McGehee. „Nie tylko osiągamy szybsze przejście między przyciemnianiem a czyszczeniem, ale także zapewniamy dłuższą żywotność tych okien, dzięki czemu są one bardziej opłacalne i opłacalne w szerokim zastosowaniu”.
Podsumowując, metoda elektroosadzania impulsowego stanowi kamień milowy w dziedzinie technologii dynamicznych okien. Gwarantując szybsze przejścia, gładszą morfologię folii i dłuższą trwałość, metoda ta może zwiększyć efektywność energetyczną budynków, zapewniając jednocześnie lepsze wrażenia użytkownika i estetykę.
Numer czasopisma:
Andrew L. Yeang, Ziliang Li i wsp., „Impulsowe osadzanie elektrolityczne dla okien dynamicznych w oparciu o odwracalne osadzanie metali”, Cell Reports Physical Science, listopad 2023 r. DOI: https://doi.org/10.1016/j.xcrp.2023.101660
