圖片說明:上圖的窗戶涂層能通過變成乳白色保護(hù)隱私,同時(shí)還能讓90%或更多的自然光照射進(jìn)來。
辛辛那提大學(xué)(University of Cincinnati)和業(yè)界伙伴開發(fā)出的技術(shù)可以起到等同于百葉窗或智能窗戶的作用。這項(xiàng)研究由美國國家科學(xué)基金會(huì)(National Science Foundation)贊助(正在申請專利),它將帶來低成本的窗戶涂層,該涂層能動(dòng)態(tài)調(diào)整亮度、色溫和透明度(保護(hù)隱私的同時(shí)讓光線射入)。
辛辛那提大學(xué)(University of Cincinnati)、惠普公司(Hewlett Packard)、默克研究實(shí)驗(yàn)室(Merck Research Labs)共同開展的研究正在申請專利,他們在可調(diào)節(jié)的窗戶涂層上取得了突破性進(jìn)展。這意味著很快傳統(tǒng)窗簾就會(huì)被低價(jià)的涂層代替,用戶能調(diào)整它的亮度、色溫(像白熾燈泡的暖色或冷色)和透明度(隱私性)。
重要的一點(diǎn)是,使這些智能窗成為可能的新型設(shè)備結(jié)構(gòu)的制造非常容易,所以它的商用和家用價(jià)格都很實(shí)惠。由電極組成的滾筒刷可以加在新窗戶上,或者簡單地應(yīng)用于現(xiàn)有的窗戶中。
新型智能窗的優(yōu)點(diǎn)
目前,大多數(shù)家用和商用窗都使用傳統(tǒng)窗簾來保護(hù)隱私或阻擋光線、熱量和低溫。這項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)被使用了幾個(gè)世紀(jì),它成本低廉而且有效,所以電子控制窗戶涂層的應(yīng)用很慢,以前這種涂層只能模仿窗簾透明和不透明的效果,但是辛辛那提大學(xué)的新發(fā)現(xiàn)即將改變這一點(diǎn)。
Jason Heikenfeld說:簡單的電子窗戶開關(guān)是不夠的,你必須給客戶提供一些無法通過機(jī)械行為就能實(shí)現(xiàn)的功能,這方面的市場需求已經(jīng)很大了。比如說,燈泡市場已經(jīng)有色溫控制的需求了,而窗戶畢竟是一種光源。更顯著的是,大家使用的百葉窗雖然能保護(hù)隱私,但同時(shí)也遮住了光線。如果你既能保護(hù)隱私,又能讓光線以你需要的亮度照進(jìn)來,這種產(chǎn)品怎么樣?
換句話說,我們首次能夠通過電子控制窗戶提供亮度并保護(hù)隱私。窗戶可以變成乳白色,所以外面的人無法看見室內(nèi),但同時(shí)還能有90%或以上的光線照射進(jìn)來;蛘撸ㄟ^改變設(shè)置就能調(diào)暗入射光,或根據(jù)色譜把顏色從冷藍(lán)色變成暖黃色。Mukherjee說道:百葉窗可做不到這一點(diǎn)。
總結(jié)一下,辛辛那提大學(xué)開發(fā)的智能窗戶設(shè)備能提供以下功能:
同時(shí)調(diào)節(jié)亮度和色溫,就像客戶買燈泡能換暖光和冷光一樣。這將影響進(jìn)入家庭或住宅的光線質(zhì)量。
享有隱私的同時(shí)有90%或更多的自然光攝入,或把入射光調(diào)暗一級,或調(diào)成透明的窗戶。再也不用為了保護(hù)隱私遮擋自然光。
提供多種顏色和透明度控制功能。除了上述兩項(xiàng),還可以同時(shí)控制窗戶的兩種不同狀態(tài)。例如,可以獨(dú)立控制可見光和紅外熱傳導(dǎo)的窗戶。這樣,你就能在夏天遮擋太陽的紅外熱量,在冬天讓它進(jìn)入房間。
重要的是,它的制造成本低廉,而且可在標(biāo)準(zhǔn)制造過程中應(yīng)用于窗戶。這項(xiàng)新設(shè)備還可通過大小合適的電極薄膜應(yīng)用在家里和其他建筑中已經(jīng)裝好的窗戶上。
實(shí)現(xiàn)突破的技術(shù)
Heikenfeld和辛辛那提大學(xué)的新設(shè)備實(shí)驗(yàn)室是全球自適應(yīng)光學(xué)、電子紙和電子設(shè)備顯示器所用顏色領(lǐng)域的領(lǐng)頭羊。多年來,他們在亮度、色彩飽和度和顯示器速度方面取得了眾多突破。
該技術(shù)常應(yīng)用于手機(jī)和電腦設(shè)備的電子紙和電子顯示器,團(tuán)隊(duì)面臨的挑戰(zhàn)是把這項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用在窗戶這樣更大的表面上,而且要做到低成本,具體來說就是低于窗戶制造行業(yè)30美元/平方英尺的標(biāo)準(zhǔn)。團(tuán)隊(duì)已經(jīng)在這些問題上做了三年的努力。
Mukherjee解釋道:基本上,每個(gè)顏色都有各自的電荷,我們能夠通過施加電壓,把顏色排斥或吸引到不同的位置;炯夹g(shù)類似于小組之前演示的電子顯示設(shè)備中使用的技術(shù)。更大的挑戰(zhàn)是做到能夠把技術(shù)應(yīng)用于像窗戶這樣更大區(qū)域的合理設(shè)備結(jié)構(gòu)中,同時(shí)還要滿足低成本和方便使用這兩點(diǎn)要求。對我們來說,更大的影響是開發(fā)出幾個(gè)引人注目的操作模式的潛能,例如調(diào)節(jié)色溫或隱私透明度。