Các nhà nghiên cứu từ Đại học Công nghệ Nanyang, Singapore đã phát triển thành công một tấm kính cửa sổ chất lỏng có thể chặn ánh nắng mặt trời, điều chỉnh quá trình năng lượng của ánh sáng và điều chỉnh nhiệt lượng tỏa ra vào ban đêm.
Mục tiêu của tấm kính cửa sổ chất lỏng mới là giúp giảm tiêu thụ năng lượng trong các tòa nhà. Các nhà nghiên cứu đã phát triển cửa sổ thông minh bằng cách sử dụng chất lỏng gốc hydrogel trong các tấm kính.
Họ phát hiện ra rằng, lớp chất lỏng giữa các tấm kính cửa sổ có thể giúp giảm tới 45% mức tiêu thụ năng lượng sưởi, thông gió và điều hòa không khí trong các tòa nhà.
Loại kính lỏng mới tiết kiệm tới 45% lượng tiêu thụ năng lượng so với cửa sổ kính truyền thống. Tấm cửa sổ lỏng cũng tiết kiệm năng lượng hơn 30% so với kính tiết kiệm năng lượng có sẵn trên thị trường trong khi giá thành sản xuất rẻ hơn.
Cửa sổ là thành phần quan trọng trong việc thiết kế các tòa nhà nhưng cũng là nơi tiêu tốn năng lượng nhất trong thiết kế.
Nhiệt dễ dàng truyền qua kính và cửa sổ có tác động đáng kể đến chi phí sưởi ấm và làm mát của tòa nhà.
Một báo cáo của Liên Hợp Quốc công bố hồi năm 2009 cho thấy, các tòa nhà chiếm 40% năng lượng sử dụng trên toàn cầu và cửa sổ chịu trách nhiệm cho một nửa lượng năng lượng bị tiêu thụ một cách vô nghĩa.
Cửa sổ tiết kiệm năng lượng thông thường được làm bằng các lớp phủ đắt tiền để giảm ánh sáng hồng ngoại truyền vào tòa nhà, từ đó giảm nhu cầu sưởi ấm và làm mát.
Nhưng chúng không thể điều chỉnh ánh sáng nhìn thấy, thành phần chính của ánh sáng mặt trời khiến các tòa nhà bị nóng lên.
Các nhà nghiên cứu đã sử dụng nước để hấp thụ một lượng nhiệt lớn trước khi chúng nóng lên. Họ tạo ra một hỗn hợp lỏng gồm micro-hydrogel, nước và chất ổn định.
Thông qua các thí nghiệm và mô phỏng, họ nhận thấy vật liệu này có thể giảm tiêu thụ năng lượng một cách hiệu quả ở các vùng khí hậu khác nhau.
Hỗn hợp hydrogel chuyển sang màu đục khi tiếp xúc với nhiệt, cho phép nó cản ánh sáng mặt trời, đồng thời giữ lại nhiệt.
Nguồn nhiệt này sẽ được giải phóng vào ban đêm khi cửa sổ nguội đi, từ đó giảm nhu cầu làm mát trong ngày.
Lưu ý rằng, sau khi nguội đi, lớp dung dịch này sẽ trở lại trạng thái trong suốt ban đầu.
Nghiên cứu trên được kỳ vọng sẽ mở ra hướng phát triển mới cho ngành công nghiệp năng lượng. Các nhà nghiên cứu đang tìm kiếm các đối tác để sớm thương mại hóa công nghệ này.
Thử nghiệm công nghệ kính cửa sổ lỏng giúp ngăn cản ánh sáng đi qua và tiết kiệm năng lượng làm mát.