O MIT criou janelas que mudam rapidamente a transparência

Um grupo de pesquisadores do Instituto de Tecnologia de Massachusetts desenvolveu uma nova maneira eletroquímica para alterar rapidamente a transparência do vidro. Sob a influência da tensão, escurece em alguns segundos e deixa de transmitir luz. E vice-versa, em alguns segundos você poderá retornar ao seu estado original. Manter um estado transparente ou opaco não requer energia - apenas para mudar o estado.

Segundo os autores do trabalho científico, essa tecnologia pode economizar eletricidade nos quartos, se em dias ensolarados as janelas ficarem opacas, o aquecimento da sala e o custo do ar-condicionado diminuirão.

Os cientistas observam que atualmente existem vários métodos alternativos para alterar a transparência do vidro, mas seu método é notável por sua velocidade e baixo consumo de energia.

Mircea Dincă, principal autora do artigo, professora de química no Instituto de Tecnologia de Massachusetts, explicaque na criação do vidro foram utilizados materiais eletroquímicos que mudam de cor e transparência sob a influência da tensão. Eles são radicalmente diferentes dos materiais fotocrômicos usados ​​nos famosos óculos camaleões, que escurecem à luz. Os materiais fotocrômicos reagem muito mais lentamente e apresentam um baixo grau de alteração da transparência. Os materiais eletrocrômicos existentes, que têm um escopo muito limitado, sofrem das mesmas limitações. Por exemplo, em aeronaves Boeing 787, vigias são feitas de vidro eletrocrômico. Eles também escurecem quando a tensão é aplicada, mas o processo leva vários minutos. Obviamente, isso é muito longo.

Blecaute de vidro


Brilho de vidro


A duração do processo de alteração do estado do vidro eletrocrômico deve-se ao fato de que é necessário encher todo o material com íons carregados positivamente, sob a influência da qual o material muda de cor. Os íons se movem relativamente lentamente - portanto, o processo leva um tempo relativamente longo.

Os químicos do Instituto de Tecnologia de Massachusetts superaram essa limitação usando estruturas metálicas orgânicas ( estruturas metálicas orgânicas, MOFs), que permitem que elétrons e íons passem a velocidades muito altas. Tais materiais têm sido utilizados na indústria há várias décadas. Por exemplo, são como uma esponja capaz de acumular e armazenar uma grande quantidade de hidrogênio. Eles são usados ​​como catalisadores para outros fins. Mas um grupo de pesquisadores do MIT foi o primeiro a usarpropriedades ópticas de estruturas metálicas orgânicas.

Os cientistas também conseguiram resolver o problema da tonalidade do vidro escuro. Até as vigias do Boeing 787 em estado escuro representam realmente um tom escuro de verde. Os novos vidros eletroquímicos mudam seu estado de completamente transparente para quase completamente preto, que consiste em uma mistura de verde e vermelho.

No nível físico, o material consiste em dois componentes: material orgânico e sal metálico. Quando misturados, eles formam um filme de material semelhante ao MOF-74, mas com a possibilidade de processos redox. Dependendo do uso do sal de magnésio ou níquel, ele pode ser 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).

Além do vidro da janela, o novo material pode ser útil em alguns tipos de monitores que podem exibir uma imagem sem consumir energia, como tinta eletrônica.

O trabalho científico foi publicado em 11 de agosto de 2016 na revista Chem (doi: 10.1016 / j.chempr.2016.06.06.013).

Source: https://habr.com/ru/post/pt396863/