Des fenêtres créées par le MIT qui changent rapidement la transparence

Un groupe de chercheurs du Massachusetts Institute of Technology a développé une nouvelle méthode électrochimique pour changer rapidement la transparence du verre. Sous l'influence de la tension, il s'assombrit en quelques secondes et cesse de transmettre la lumière. Et vice versa, en quelques secondes, vous pouvez revenir à son état d'origine. Maintenir un état transparent ou opaque ne nécessite pas d'énergie - seulement pour changer l'état.

Selon les auteurs des travaux scientifiques, cette technologie peut potentiellement économiser de l'électricité dans les pièces.Si les jours ensoleillés les fenêtres deviennent opaques, le chauffage de la pièce et le coût de la climatisation diminueront.

Les scientifiques notent qu'il existe actuellement un certain nombre de méthodes alternatives pour changer la transparence du verre, mais leur méthode est remarquable pour sa vitesse et sa faible consommation d'énergie.

Mircea Dincă, auteur principal de l'article, professeur de chimie au Massachusetts Institute of Technology, expliqueque dans la création du verre, on a utilisé des matériaux électrochimiques qui changent de couleur et de transparence sous l'influence de la tension. Ils sont radicalement différents des matériaux photochromiques utilisés dans les célèbres verres caméléons, qui s'assombrissent à la lumière. Les matériaux photochromiques réagissent beaucoup plus lentement et ont un faible degré de changement de transparence. Les matériaux électrochromes existants, qui ont une portée très limitée, souffrent des mêmes limitations. Par exemple, dans les Boeing 787, les hublots sont en verre électrochromique. Ils s'assombrissent également lorsque la tension est appliquée, mais le processus prend plusieurs minutes. Évidemment, c'est trop long.

Occultation du verre


Éclaircissement du verre


La durée du processus de changement de l'état du verre électrochrome est due au fait qu'il est nécessaire de remplir tout le matériau d'ions chargés positivement, sous l'influence desquels le matériau change de couleur. Les ions se déplacent relativement lentement - le processus prend donc un temps relativement long.

Les chimistes du Massachusetts Institute of Technology ont surmonté cette limitation en utilisant des structures de charpente métal-organique (charpentes métal-organique, MOF), qui permettent aux électrons et aux ions de passer à très grande vitesse. Ces matériaux sont utilisés dans l'industrie depuis plusieurs décennies. Par exemple, ils sont comme une éponge capable d'accumuler et de stocker une grande quantité d'hydrogène. Ils sont utilisés comme catalyseurs à d'autres fins. Mais un groupe de chercheurs du MIT a été le premier à utiliserpropriétés optiques des structures de cadre métal-organique.

Les scientifiques ont également réussi à résoudre le problème de la nuance de couleur du verre foncé. Même les hublots du Boeing 787 à l'état sombre représentent en fait une nuance de vert sombre. Les nouveaux verres électrochimiques changent leur état de complètement transparent à presque complètement noir, qui consiste en un mélange de vert et de rouge.

Au niveau physique, le matériau se compose de deux composants: le matériau organique et le sel métallique. Une fois mélangés, ils forment un film de matériau similaire au MOF-74, mais avec la possibilité de processus redox. Selon l'utilisation du sel de magnésium ou de nickel, il peut s'agir de Mg ₂ (NDISA) (H ₂ O) ₂ ] ⋅ 2,4 (H ₂O) (Mg-NDISA) ou [Ni ₂ (NDISA) (H ₂ O) ₂ ] ⋅4 (H ₂ O) (Ni-NDISA).

En plus du verre à vitre, le nouveau matériau peut être utile dans certains types d'écrans qui peuvent afficher une image sans consommer d'énergie, comme l'encre électronique.

Les travaux scientifiques ont été publiés le 11 août 2016 dans la revue Chem (doi: 10.1016 / j.chempr.2016.06.06.013).

Source: https://habr.com/ru/post/fr396863/