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Les fenêtres intelligentes sont plus fraîches
Le verre de fenêtre qui peut se teinter à la demande est assez lisse, mais une nouvelle avancée l'a rendu encore plus cool - et cela pourrait aider la technologie à se généraliser enfin.
Un nouveau type de verre à vitre peut être réglé électroniquement pour bloquer sélectivement de grandes fractions de lumière visible et produisant de la chaleur.
Le verre intelligent existe depuis des décennies, mais il est assez cher et n'a trouvé que des applications de niche, telles que les fenêtres d'un nouvel avion de Boeing. Mais un nouveau type de verre à vitre électrochromique, qui change de couleur en réponse à l'ajout ou à la suppression d'une charge électronique, est plus polyvalent que la technologie actuellement sur le marché, et il pourrait également être moins cher.
Les matériaux disponibles dans le commerce ne peuvent bloquer que la composante visible de la lumière du soleil, permettant à la composante invisible proche infrarouge, qui produit de la chaleur, de passer à travers. Un nouveau type de verre développé par un groupe dirigé par Délia Milliron , professeur de génie chimique à l'Université du Texas à Austin, peut bloquer sélectivement le composant produisant de la chaleur ainsi que la lumière visible. Milliron affirme que les performances sont désormais suffisantes pour qu'une startup qu'elle a cofondée puisse aller de l'avant avec des plans de construction d'une ligne de fabrication de prototypes basée sur ces avancées récentes.
La clé du verre à vitre plus intelligent est un cadre de nanocristaux constitué d'un matériau électriquement conducteur, intégré dans un matériau vitreux. Les nanocristaux et le matériau vitreux ont des propriétés optiques distinctes, qui changent lorsque les matériaux sont chargés ou déchargés électroniquement. Les nanocristaux peuvent soit bloquer la lumière proche infrarouge, soit la laisser passer, tandis que le matériau vitreux peut passer d'un état transparent à un état qui bloque la lumière visible.
Le nanocomposite est capable de bloquer jusqu'à 90 % de la lumière proche infrarouge et 80 % de la lumière visible, et en plus des modes lumineux et sombres standard, il en comporte un froid, ce qui pourrait aider les bâtiments à économiser de l'énergie pendant les journées chaudes. Il peut passer d'un mode à l'autre en quelques minutes seulement, plus rapidement que n'importe quel matériau de fenêtre électrochromique commercial connu par Milliron. Combinés à des techniques de fabrication moins coûteuses et potentiellement plus fiables, ces attributs pourraient renforcer le nouveau matériau.
L'approche de fabrication de la startup, appelée Heliotrope Technologies, est différente de celle des fabricants de verre électrochrome d'aujourd'hui, qui ont lutté avec de faibles rendements, dit Milliron. Alors que les techniques de fabrication conventionnelles reposent sur des procédés énergivores similaires à ceux utilisés pour fabriquer certains types de microélectronique, la technologie qu'Heliotrope vise à commercialiser est réalisée en déposant des solutions sur des films de verre, ce qui est plus rapide et nécessite moins d'énergie.
La technologie de Milliron fonctionne un peu comme une batterie rechargeable. Imaginez que l'appareil démarre dans l'état transparent et brillant. L'application d'une certaine tension, par exemple en tournant un interrupteur, charge les nanocristaux, ce qui leur permet d'absorber la lumière proche infrarouge. Si l'appareil est chargé un peu plus longtemps, le matériau vitreux se charge également et s'assombrit. La décharge de la vitre ramène l'état entièrement transparent.
Dans le dernière démonstration , Milliron et ses collègues ont montré que la disposition des nanocristaux dans une architecture spécifique permet aux électrons et aux ions de se déplacer rapidement entre le matériau vitreux et les nanocristaux, ce qui signifie que le composite peut basculer entre les modes beaucoup plus rapidement qu'auparavant. Comme avantage supplémentaire, alors qu'une itération précédente avait une teinte brunâtre, le nouveau matériau nanocristallin crée une teinte bleue plus neutre, qui, selon Milliron, est considérée comme essentielle pour de nombreuses applications grand public. Le président d'Heliotrope, Jason Holt, a déclaré que la société prévoit de commercialiser ses premiers produits en 2017.