MIT hizo ventanas que cambian rápidamente la transparencia

Un grupo de investigadores del Instituto de Tecnología de Massachusetts ha desarrollado una nueva forma electroquímica para cambiar rápidamente la transparencia del vidrio. Bajo la influencia del voltaje, se oscurece en unos segundos y deja de transmitir luz. Y viceversa, luego, en unos segundos, puede volver a su estado original. Mantener un estado transparente u opaco no requiere energía, solo para cambiar el estado.

Según los autores del trabajo científico, esta tecnología puede potencialmente ahorrar electricidad en las habitaciones, si en los días soleados las ventanas se vuelven opacas, la calefacción de la habitación y el costo del aire acondicionado disminuirán.

Los científicos señalan que actualmente existen varios métodos alternativos para cambiar la transparencia del vidrio, pero su método es notable por su velocidad y bajo consumo de energía.

Mircea Dincă, autora principal del artículo, profesora de química en el Instituto de Tecnología de Massachusetts, explicaque en la creación del vidrio se utilizan materiales electroquímicos que cambian de color y transparencia bajo la influencia del voltaje. Son radicalmente diferentes de los materiales fotocrómicos utilizados en los famosos vidrios de camaleón, que se oscurecen a la luz. Los materiales fotocrómicos reaccionan mucho más lentamente y tienen un bajo grado de cambio de transparencia. Los materiales electrocrómicos existentes, que tienen un alcance muy limitado, sufren las mismas limitaciones. Por ejemplo, en los aviones Boeing 787, los ojos de buey están hechos de vidrio electrocrómico. También se oscurecen cuando se aplica voltaje, pero el proceso lleva varios minutos. Obviamente, esto es demasiado largo.

Apagón de vidrio


Brillo de vidrio


La duración del proceso de cambiar el estado del vidrio electrocrómico se debe al hecho de que es necesario llenar todo el material con iones cargados positivamente, bajo la influencia de los cuales el material cambia de color. Los iones se mueven relativamente lentamente, por lo que el proceso lleva un tiempo relativamente largo.

Los químicos del Instituto de Tecnología de Massachusetts superaron esta limitación mediante el uso de estructuras de estructura organometálica ( estructuras organometálicas, MOF), que permiten el paso de electrones e iones a velocidades muy altas. Dichos materiales se han utilizado en la industria durante varias décadas. Por ejemplo, son como una esponja capaz de acumular y almacenar una gran cantidad de hidrógeno. Se utilizan como catalizadores para otros fines. Pero un grupo de investigadores del MIT fue el primero en usarpropiedades ópticas de estructuras de armazón metal-orgánicas

Los científicos también lograron resolver el problema del color del vidrio oscuro. Incluso los ojos de buey en el Boeing 787 en un estado oscuro en realidad representan un tono oscuro de verde. Las nuevas gafas electroquímicas cambian su estado de completamente transparente a casi completamente negro, que consiste en una mezcla de verde y rojo.

A nivel físico, el material consta de dos componentes: material orgánico y sal metálica. Cuando se mezclan, forman una película de material similar al MOF-74, pero con la posibilidad de procesos redox. Dependiendo del uso de la sal de magnesio o níquel, puede ser Mg ₂ (NDISA) (H ₂ O) ₂ ] ⋅ 2.4 (H ₂O) (Mg-NDISA) o [Ni ₂ (NDISA) (H ₂ O) ₂ ] ⋅4 (H ₂ O) (Ni-NDISA).

Además del vidrio de la ventana, el nuevo material puede ser útil en algunos tipos de pantallas que pueden mostrar una imagen sin consumir energía, como la tinta electrónica.

El trabajo científico fue publicado el 11 de agosto de 2016 en la revista Chem (doi: 10.1016 / j.chempr.2016.06.06.013).

Source: https://habr.com/ru/post/es396863/