Chế độ điều chỉnh động tính năng lọc sáng dựa trên điện sắc tố, nghĩa là độ mờ của chúng thay đổi để đáp ứng với kích thích điện. Đây không phải là một khái niệm mới, tuy nhiên cho đến nay hầu hết các loại cửa kính động đều chỉ có thể trong suốt hoặc tối.

Các nhà nghiên cứu đã cố gắng chứng minh rằng có nhiều lựa chọn hơn thế cho cửa kính động. Cụ thể, họ đã tìm ra rằng có thể cho phép ánh sáng đi qua cửa kính trong khi vẫn giúp các tòa nhà mát hơn và do đó tiết kiệm năng lượng hơn.

Chìa khóa cho các vật liệu cửa kính động chính là nước. Cụ thể, các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng khi nước liên kết trong cấu trúc tinh thể của oxit vonfram sẽ tạo thành hydrat oxit vonfram - là vật liệu thể hiện một tính chất chưa từng được biết đến trước đây.

Oxit vonfram từ lâu đã được sử dụng trong các cửa kính động, đó là vì nó thường trong suốt. Nhưng khi tiến hành áp tín hiệu điện kết hợp với bơm các ion lithium và electron vào nó, vật liệu sẽ trở nên tối và chặn ánh sáng.

Các nhà nghiên cứu hiện đã chỉ ra rằng có thể điều chỉnh một cách hiệu quả các bước sóng ánh sáng bị chặn khi bơm các ion lithium và electron vào một vật liệu liên quan gọi là hydrat vonfram oxit. Khi các ion lithium và electron được bơm vào vật liệu hydrat, trước tiên nó sẽ chuyển sang giai đoạn “chặn nhiệt”, tức là cho phép các bước sóng ánh sáng nhìn thấy đi qua nhưng chặn ánh sáng hồng ngoại. Nếu nhiều ion lithium và electron được bơm vào, vật liệu sẽ chuyển sang pha tối, tức là chặn cả bước sóng ánh sáng nhìn thấy và hồng ngoại.

Sự hiện diện của nước trong cấu trúc tinh thể làm cho cấu trúc ít đậm đặc hơn, do đó cấu trúc có khả năng chống biến dạng tốt hơn khi các ion lithium và electron được bơm vào vật liệu. Vì hydrat oxit vonfram có thể chứa nhiều ion lithium hơn oxit vonfram thông thường trước khi biến dạng, nên thu được hai chế độ. Một chế độ “mát” - khi việc đưa vào ion lithium và electron ảnh hưởng đến tính chất quang học, nhưng cấu trúc sự thay đổi vẫn chưa xảy ra, mà chỉ dừng ở hấp thụ ánh sáng hồng ngoại. Và sau khi sự thay đổi cấu trúc xảy ra, sẽ có thêm chế độ “tối” cho phép chặn cả ánh sáng nhìn thấy và ánh sáng hồng ngoại.

Việc phát hiện ra khả năng kiểm soát ánh sáng băng tần kép (hồng ngoại và nhìn thấy) trong một vật liệu duy nhất có thể thúc đẩy sự phát triển các sản phẩm thương mại với những tính năng nâng cao. Nói rộng hơn, vai trò không ngờ đến của cấu trúc nước trong việc tạo ra các đặc tính điện hóa đặc biệt có thể truyền cảm hứng cho cộng đồng nghiên cứu hướng tới sự đổi mới trong vật liệu lưu trữ và chuyển đổi năng lượng. Chi tiết tham khảo tại:

Jenelle Fortunato, Benjamin Z. Zydlewski, Ming Lei, Noah P. Holzapfel, Matthew Chagnot, James B. Mitchell, Hsin-Che Lu, De-en Jiang, Delia J. Milliron, Veronica Augustyn. Dual-Band Electrochromism in Hydrous Tungsten Oxide. ACS Photonics, 2023; 10 (9): 3409 DOI: 10.1021/acsphotonics.3c00921.

(Sưu tầm)
VIỆN IMC
Tòa nhà IMC Tower, Số 176 Trường Chinh, Phường Khương
Thượng, Quận Đống Đa, Thành phố Hà Nội, Việt Nam
Tel/Fax : (+84) 24 3566 6232 / 24 3566 6234
Email: info@imc.org.vn   Website: https://imc.org.vn