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Nuevos materiales para ventanas inteligentes

Un nuevo material flexible que cuando se aplica en ventanas, techos solares, o superficies de cristal incluso curvas, tendrá la capacidad de controlar el calor y la luz del sol ha sido desarrollado por investigadores de la Universidad de Texas.

Este avance consiste en un nuevo proceso de baja temperatura para revestir el nuevo material inteligente en el plástico, lo que hace que sea más fácil y más barato de aplicar que los recubrimientos convencionales hechas directamente sobre el cristal sí mismo. El equipo demostró que un dispositivo electrocrómico flexible, lo que significa una pequeña carga eléctrica (alrededor de 4 voltios), puede aclarar u oscurecer el material y controlar la transmisión de la radiación del infrarrojo cercano que produce calor. Tales ventanas inteligentes están dirigidas a ahorrar costes de refrigeración y calefacción para hogares y negocios, logrando la máxima eficiencia energética.

El material cuenta con una nanoestructura única, que duplica la eficiencia del proceso de coloración en comparación con un revestimiento producido por un proceso de alta temperatura convencional. Se puede cambiar entre incoloros y de colores más rápidamente, usando menos energía.

El nuevo material electrocrómico tiene una estructura amorfa, lo que significa que los átomos carecen de cualquier organización de largo alcance como se encontraría en un cristal. Sin embargo, el nuevo procedimiento proporciona una disposición local única de los átomos en una estructura de tipo cadena lineal. Mientras que los materiales amorfos convencionales producidos a alta temperatura tienen una estructura más densa tridimensionalmente, el nuevo material estructurado linealmente, hecho de óxido de niobio condensado químicamente, permite que los iones fluyan dentro y fuera con mayor libertad. Como resultado, es dos veces más eficiente que el material de la ventana inteligente convencional procesando energía.
El equipo de investigación es una colaboración internacional, incluyendo científicos de la European Synchrotron Radiation Facility y el CNRS en Francia, y Ikerbasque en España.

©University of Texas
©University of Texas

Ventanas cada vez más inteligentes

La investigación en “smart windows” se lleva a cabo en numerosos laboratorios. Investigadores del Departamento de Energía del Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley (Berkeley Lab) han diseñado un nuevo material para hacer las ventanas sea aún más inteligente. El material es una capa fina de nanocristales incrustados en vidrio que pueden modificar de forma dinámica la luz del sol a medida que pasa a través de una ventana. A diferencia de las tecnologías existentes, el revestimiento proporciona control selectivo sobre la luz visible y la luz que produce calor infrarrojo cercano (NIR), por lo que las ventanas pueden maximizar tanto el ahorro energético y el confort de los ocupantes en una amplia gama de climas.

“En los EE.UU., pasamos aproximadamente una cuarta parte de nuestra energía total de la iluminación, calefacción y refrigeración nuestros edificios”, dice Delia Milliron, químico de la fundición del laboratorio de Berkeley molecular que dirigió esta investigación. “Cuando se utiliza como un revestimiento ventana, nuestro nuevo material puede tener un impacto importante en la construcción de la eficiencia energética .”

Milliron es autor de un artículo que describe los resultados de la revista Nature . El estudio tiene como título “Tunable near-infrared and visible light transmittance in nanocrystal-in-glass composites,”, co-escrito por Anna Llordés, Guillermo García, y Jaume Gázquez.

El grupo de investigación de Milliron ya es bien conocida por su tecnología para pantallas de smartphones que bloquea NIR sin bloquear la luz visible. La tecnología depende de un efecto electrocrómico, donde una pequeña sacudida de la electricidad cambia el material entre NIR de transmisión y estados NIR-bloqueantes.

Fuente: Cockrell School of Engineering