شیشه الکتروکرومیک چیست؟

شیشه الکتروکرومیک، یکی از فناوری‌های نوین در حوزه شیشه‌های هوشمند است که با قابلیت تغییر شفافیت و رنگ در پاسخ به جریان برق، توانسته است توجه بسیاری از معماران و مهندسان را به خود جلب کند. این شیشه‌ها با استفاده از مواد شیمیایی خاصی در لایه‌های خود، به طور موثری میزان نور و حرارت وارد شده به داخل ساختمان را کنترل می‌کنند، که منجر به کاهش مصرف انرژی برای سیستم‌های سرمایشی و گرمایشی می‌شود. در این مقاله، به معرفی شیشه الکتروکرومیک، انواع، مزایا و نحوه عملکرد آن پرداخته خواهد شد. با پارتیشن ساز همراه باشید.

معرفی شیشه الکتروکرومیک

شیشه الکتروکرومیک یکی از انواع شیشه‌‌های هوشمند است که از قابلیت‌های مختلفی برخوردار می‌باشد. این شیشه با کمک جریان برق در حالت فعال شفافیت و رنگ خود را تغییر می‌دهد. این ویژگی هزینه‌های انرژی وسایل سرمایشی و گرمایشی را در ساختمان‌های مختلف پایین می‌برد به این علت امروزه بسیار محبوب و پرمصرف می‌باشد. هنگام قطع جریان برق شیشه به حالت اولیه خود برمی‌گردد. در پاسخ به سؤال شیشه هوشمند الکتروکرومیک چیست؟ بهتر است این طور بگوییم که این شیشه در داخل لایه‌های خود مواد شیمیایی خاصی دارد که مولکول‌های آن با جریان برق تغییر می‌یابند.

در حقیقت خواص شیشه قابل کنترل و تنظیم می‌باشد. در فصل تابستان یا هوای گرم و آفتابی شیشه الکتروکرومیک نور خورشید را در خود مسدود می‌کند و به رنگ مات در می‌آید تا از نفوذ گرما و اشعه‌ی مضر خورشید به داخل ساختمان یا محیط‌های دیگر جلوگیری کند. در فصل زمستان و هوای سرد با هدایت  نور به داخل سبب گرم شدن و روشنایی محیط شده و دمای آن را بالا می‌برد. بنابراین در دو زمان میزان استفاده از وسایل سرمایشی و گرمایشی با بهره گیری از شیشه الکتروکرومیک کاهش می‌یابد.

انواع شیشه هوشمند الکتروکرومیک

انواع شیشه هوشمند الکتروکروماتیک در دو نوع دستگاه‌های ذرات فعال و SPD تولید می‌شوند که هر کدام با روش متفاوتی شیشه را به خاصیت تغییر شفافیت و رنگ می‌رسانند. در ادامه با این شیشه‌ها بیشتر آشنا خواهید شد.

شیشه الکتروکرومیک فعال

شیشه الکتروکرومیک فعال با کمک یک الکترولیت مایع و الکترود شفاف که بین شیشه‌ها قرار گرفته کار می‌کند. روند کار این طور است که یون‌های موجود در الکترولیت جریان برق را دریافت کرده و آزاد می‌شوند. سپسیون‌ها را الکترودها‌ی شفاف انتقال می‌دهند در این حالت یک واکنش الکتروشیمیایی ایجاد می‌شود. در طی این واکنش شیشه‌ها به رنگ مات در می‌آیند در حقیقت میزان شفافیت آن‌ها تغییر می‌یابد. شیشه الکتروکرومیک فعال با این واکنش‌ها تغییرات لازم را در خود انجام می‌دهد و به رنگ دلخواه می‌رسد.

شیشه الکتروکرومیک SPD

شیشه الکتروکرومیک spd به جای مایعات  از ذرات معلق برای تغییر حالت خود استفاده می‌کند. الکترولیت این نوع شیشه هوشمند به صورت ژلاتینی چسبناک است موقعی که جریان برق به شیشه اعمال می‌شود ذرات به الکترودهای شفاف جذب می‌شوند در نتیجه  شیشه به رنگ مات درمی‌آید. شیشه الکتروکرومیک spd نسبت به نوع فعال به طور دقیق‌تر فعالیت خود را کنترل می‌کند.

مزایای هوشمند شیشه‌های الکتروکروماتیک

استفاده از شیشه هوشمند الکتروکرومیک در ساختمان‌ها و صنایع مختلف مزایای بالایی دارد از جمله اینکه زیبایی بصری خاصی را در محیط ایجاد می‌کند. حفظ حریم خصوصی، مقاومت در برابر سایش، نحوه نگهداری آسان، کنترل انرژی و نور،دوام بالا و کاربردی بودن از مزیت‌های هوشمند الکتروکروماتیک می‌باشند که در افزایش مصرف آن‌ها تأثیر دارند.

• یکی از مزایای مهم شیشه الکتروکرومیک این است که هنگام نصب در محیط‌های داخلی ساختمان‌ها حریم خصوصی مناسبی ایجاد می‌کند و فرد در آرامش و امنیت بالا فعالیت خود را انجام می‌دهد.
•  این شیشه‌ها دوام و استحکام بالایی دارند به این علت تا مدت‌های طولانی قابل استفاده هستند.
•  همچنین شیشه الکتروکرومیک به آسانی تمیز می‌شود و به علت استحکام بالا نگهداری آن چندان سخت نیست.
•  این شیشه با کنترل نور و دمای محیط به طور طبیعی حرارت محیط را کنترل می‌کند. نور طبیعی در کیفیت کار و حفظ روحیه‌‌ی افراد تأثیر بالایی دارد.
• شیشه الکتروکرومیک محیط را جذاب‌تر جلوه می‌دهد و می‌توان روی آن طرح‌های خاصی را پیاده کرد.

شیشه هوشمند الکتروکرومیک چگونه تولید می‌شود؟

پس از آشنایی با انواع و مزایای شیشه الکتروکرومیک شاید این سؤال از ذهن شما نیز خطور که شیشه هوشمند چگونه ساخته می‌شود؟ این شیشه از دو لایه تشکیل شده که لایه‌ی اول آن حاوی کریستال‌های مایع پراکنده پلیمر می‌باشد که با چسب شفاف ترکیب شده است. ذرات کریستال در مایع معلق هستند و به جریان الکتریکی اجازه می‌دهند کار انتقال نور را به انجام برسانند.

لایه‌ی دوم قطعه‌ای رسانا می‌باشد که دارای دو بخش دی الکتریک و هادی است که نقش کاتدی و آندی در فرایند ایجاد می‌کنند. در صورتی که آند با جریان الکتریکی روبرو می‌شود یون‌های کریستال را جذب می‌کند. در نهایت کل شیشه داخل این دستگاه قرار می‌دهند تا لمینت شود. در تولید شیشه از فیلم هوشمند نیز استفاده می‌کنند در این حالت آن را به پشت شیشه می‌چسبانند.

کاربرد شیشه الکتروکرومیک

شیشه الکتروکرومیک در صنایع مختلف کاربرد‌های زیادی دارد از جمله اینکه در ساختمان سازی استفاده می‌شود. این شیشه به عنوان پارتیشن شیشه ای قابل استفاده است و در پنجره‌های ساختمان‌ها به کار برده می‌شود. شیشه الکتروکرومیک در تجهیزات الکترونیکی مانند تبلت، تلفن‌های هوشمند و تبلت به کار می‌رود. این شیشه در ساخت وسایل هوش مصنوعی و هواپیماهای تجاری استفاده می‌شود.

نحوه عملکرد شیشه الکتروکرومیک

پوشش‌های الکتروکرومیک که در این شیشه‌ها استفاده می‌شوند بسیار پیچیده هستند. در این شیشه‌ها یک لایه‌ی جدا کننده در وسط دو الکترود آند و کاتد قرار گرفته‌اند. در هر دو سمت این الکترود‌ها یون‌های لیتیوم در حال حرکت به سمت جلو و عقب می‌باشند. هنگامی که جریان برق به الکترودها منتقل می‌شود یون‌ها از طریق جدا کننده به بیرونی‌ترین الکترودها مهاجرت می‌کنند. در پایان یون‌ها در این لایه شناور شده و نور را مسدود می‌کنند و شیشه مات می‌شود‌. جریان برق یون‌ها را به حرکت در می‌آورد، در صورتی که جریان قطع شود یون‌ها به حالت اولیه‌ی خود بر می‌گردند.

سخن پایانی

شیشه الکتروکرومیک با توانایی منحصر‌به‌فرد در تغییر شفافیت و رنگ، نه تنها نقش مهمی در بهینه‌سازی مصرف انرژی ایفا می‌کند، بلکه به‌عنوان یک عنصر زیباشناختی و کاربردی در طراحی‌های مدرن نیز مطرح است. از مزایای برجسته این فناوری می‌توان به حفظ حریم خصوصی، دوام بالا و کنترل مؤثر نور و دما اشاره کرد. این ویژگی‌ها به‌ویژه در پروژه‌هایی که نصب پارتیشن اداری با قابلیت تغییر میزان دید و نوردهی مدنظر است، اهمیت بیشتری پیدا می‌کنند.

با توجه به کاربردهای گسترده شیشه‌های الکتروکرومیک در صنایع مختلف از جمله ساختمان‌سازی، تجهیزات الکترونیکی و هواپیماها، آینده‌ای روشن برای این فناوری پیش‌بینی می‌شود. برای بهره‌برداری بهینه، مشاوره با متخصصان و انتخاب نوع مناسب شیشه متناسب با نیازهای خاص هر پروژه ضروری است.