Le finestre intelligenti, sviluppate dagli ingegneri dell'Università di Stanford e descritte in uno studio pubblicato online il 9 agosto sulla rivista Joule, si basano su un principio completamente diverso rispetto alle alternative esistenti note come finestre dinamiche. Il nuovo approccio utilizza un gel polimerico contenente ioni metallici applicati sopra un elettrodo trasparente. Quando viene applicata la tensione, gli ioni metallici placcano gli elettrodi, bloccando tutte le lunghezze d'onda della luce. Dopo aver applicato la tensione opposta, le finestre tornano ad essere trasparenti.
Il nuovo approccio offre diversi vantaggi rispetto alle tecnologie per finestre elettrocromiche esistenti, ha affermato Michael McGehee, professore di scienze dei materiali e ingegneria all'Università di Stanford, che ha guidato la ricerca.
"Molte persone vorrebbero avere finestre oscurate dinamicamente e non penso che si stiano affrettando ad acquistare i prodotti disponibili, in parte perché sono troppo costosi", ha detto McGehee a Live Science. "Le finestre elettrocromatiche disponibili hanno un paio di micron di materiale elettrocromico relativamente costoso. Il processo per mettere giù quel materiale è piuttosto costoso."
McGehee ha aggiunto che il processo sviluppato dal suo team, che prevede l'iniezione della soluzione polimerica nel vetro, è intrinsecamente meno costoso e potrebbe spianare la strada a un uso più diffuso di vetri oscuranti, specialmente nelle costruzioni.
La tecnologia, secondo McGehee, è finora utilizzata principalmente negli aerei e nelle automobili. Boeing, ad esempio, inserì i vetri oscuranti nel suo aereo di linea jet 787 Dreamliner. Alcune case automobilistiche di lusso usano anche materiali elettrocromici per fabbricare specchi retrovisori. Ma con costi inferiori, l'uso di questo tipo di tecnologia potrebbe espandersi ulteriormente, hanno detto i ricercatori.
"Possono essere utilizzati in finestre di tutti i tipi di edifici, case, edifici commerciali più grandi", ha aggiunto McGehee. "Abbiamo parlato con le case automobilistiche e loro sono molto interessati ad averlo nel tetto apribile o nei finestrini posteriori. Gli occhiali sono un'applicazione entusiasmante, specialmente per le persone che indossano sempre occhiali e hanno bisogno di lenti graduate."
Negli edifici, oscurare le finestre potrebbe aiutare a ridurre i costi di riscaldamento e raffreddamento fino al 20 percento, consentendo alle persone di regolare la quantità di luce che entra in una stanza, ha affermato McGehee.
Oltre alle modalità completamente trasparenti o completamente scure, le finestre possono essere parzialmente oscurate, filtrando solo un po 'di luce, ha detto McGehee. Le persone all'interno della stanza sarebbero comunque in grado di vedere chiaramente all'esterno, come se indossassero occhiali da sole.
"Puoi bloccare il 90 percento della luce per ridurre l'abbagliamento, ma puoi vedere cosa c'è là fuori", ha detto McGehee. "Non è come se avessi dei ciechi o un aeroplano: quando abbassi la plastica, la tua vista è completamente sparita."
McGehee ha affermato che rispetto alle tecnologie precedenti, le nuove finestre dinamiche sono più resistenti, grazie all'utilizzo del metallo, che non si degrada a causa dell'esposizione al sole. Durante l'esperimento, i ricercatori hanno acceso e spento le finestre almeno 5.500 volte e non hanno visto alcun cambiamento nella trasmissione della luce.
Le finestre filtrano anche tutte le lunghezze d'onda allo stesso modo, incluso il blu, che le tecnologie precedenti lasciano entrare più abbondantemente, secondo i ricercatori.
"Alcune delle altre finestre sembrano blu e le persone all'interno sembrano blu poiché lasciano passare più luce blu rispetto ad altre lunghezze d'onda", ha detto McGehee.
Finora, i ricercatori hanno costruito prototipi su piccola scala che misurano 10 pollici quadrati (25 centimetri quadrati), ma ha detto che sono già in trattative con i produttori che potrebbero aiutarli a potenziare la tecnologia.
