Các tòa nhà cao tầng chiếm tới 40% mức tiêu thụ năng lượng sơ cấp và 36% tổng lượng khí thải CO2. Thay thế các khu vực lắp kính kém hiệu quả của các tòa nhà bằng cửa sổ lắp kính thông minh tiết kiệm năng lượng sẽ có tiềm năng rất lớn trong việc giảm tiêu thụ năng lượng để chiếu sáng và kiểm soát nhiệt độ.
Ảnh minh họa. Nguồn: Credit: Hillmer và cộng sựHarmut Hillmer và cộng sự tại Đại học Kassel, Đức đã chứng minh tiềm năng đó trong bài "Mảng micromirror MOEMS trong cửa sổ thông minh để điều khiển ánh sáng ban ngày", một bài báo được xuất bản gần đây trên tạp chí Journal of Optical Microsystems.
Hillmer nói: “Kính thông minh của chúng tôi dựa trên hàng triệu micromirrors, không thể nhìn thấy bằng mắt thường và phản chiếu ánh sáng mặt trời tới theo hành động của người dùng, vị trí mặt trời, ban ngày và các mùa, cung cấp hệ thống lái ánh sáng được cá nhân hóa bên trong tòa nhà.
Mảng micromirror không thể bị xâm nhập trước gió, lau cửa sổ hoặc bất kỳ điều kiện thời tiết nào vì nó nằm trong không gian giữa các ô cửa sổ chứa đầy khí quý như argon hoặc krypton. Việc lắp kính cung cấp nhiệt mặt trời miễn phí vào mùa đông và ngăn ngừa quá nóng vào mùa hè, đồng thời cho phép ánh sáng ban ngày tự nhiên tràn vào, tiết kiệm năng lượng lớn (lên đến 35 %), giảm lượng lớn CO2 (lên đến 30%) và giảm 10 % thép và bê tông trong các tòa nhà cao tầng.
Ngoài vấn đề năng lượng, ánh sáng nhân tạo còn gây ra những hậu quả tiêu cực đối với sức khỏe và tinh thần cho con người. Nhiều nghiên cứu đã chỉ ra mối liên kết giữa ánh sáng nhân tạo với sự thiếu tập trung, dễ mắc bệnh, rối loạn nhịp sinh học và khó ngủ. Kính thông minh có thể giảm sự phụ thuộc vào ánh sáng nhân tạo bằng cách tối ưu hóa ánh sáng ban ngày tự nhiên trong phòng.
Kính thông minh hiện đại hiện nay được tối ưu hóa cho mùa đông hoặc mùa hè và không thể đảm bảo hiệu suất tiết kiệm năng lượng quanh năm. Chính vì vậy, nhu cầu về một công nghệ thông minh và tự động có thể phản ứng với khí hậu địa phương (ban ngày, theo mùa), sử dụng ánh sáng mặt trời sẵn có, điều chỉnh ánh sáng và nhiệt độ, đồng thời tiết kiệm đáng kể năng lượng đã xuất hiện.
Các micromirror 0MEMS của các nhà nghiên cứu được tích hợp bên trong kính cách nhiệt và được vận hành bởi một hệ thống điều khiển điện tử. Sự định hướng của các gương được điều khiển bởi hiệu điện thế giữa các điện cực tương ứng. Cảm biến chuyển động trong phòng phát hiện số lượng, vị trí và chuyển động của người dùng trong phòng.
Các kết quả bao gồm tốc độ truyền động cao hơn nhiều trong dải sub-ms, tiêu thụ điện năng thấp hơn 40 lần so với các bản tinh thể lỏng hoặc điện sắc, phản xạ thay vì hấp thụ và màu sắc trung tính. Các thử nghiệm lão hóa nhanh của cấu trúc micromirror được thực hiện để nghiên cứu độ tin cậy và cho thấy tính bền vững, mạnh mẽ và tuổi thọ lâu dài của các mảng micromirror. Với kết quả khả quan như vậy, lợi ích của chiếc kính thông minh này là vô cùng rõ ràng.
Link: https://techxplore.com/news/2021-04-smart-glass-bright-future.html
Hà Trần (Theo Tech Xplore)
