Una team di ricercatori ha prodotto pellicole elettrocromiche a film sottile basate su una struttura MOF per velocizzare la trasformazione cromatica delle smart windows e migliorare l’isolamento termico degli interni
Al passaggio di una corrente controllata, la finestra intelligente è passata in soli 2 secondi dal trasparente al verde antiriflesso, al rosso termoisolante
Finestre, vetrate, pareti trasparenti, sono un elemento chiave nei nostri edifici indispensabili per garantire una corretta illuminazione naturale. Allo stesso tempo però, possono rivelarsi una fonte di guadagno solare o dispersione termica dannosa per il comfort indoor. Tutti problemi superabili grazie alla pellicola elettrocromica di ultima generazione adattabile alle smart windows.
L’applicazione di film sottili alle superfici trasparenti per migliorare le prestazioni non è certo una novità, ma lo studio pubblicato sulla rivista ACS Energy Letters rende trasformazione cromatica quasi istantanea.
Come gli occhiali da sole fotocromatici, anche le pellicole elettrocromiche applicate alla smart windows permettono alle finestre di oscurarsi, in base alle esigenze dell’utente, schermando il calore solare, ma lasciando filtrare la luce.
Implementare i MOF per aumentare a velocità di trasformazione
La ricerca guidata da Hongbo Xu utilizza un design di pellicole elettrocromiche realizzato a partire da una struttura MOF, metal organic frameworks, ovvero reticoli metallorganici o strutture metallorganiche costituiti da ioni o cluster metallici coordinati a leganti organici rigidi in modo da formare strutture pluridimensionali con porosità molto elevata.
Se da un lato i MOF sono materiali elettrocromici promettenti per la loro capacità di cambiare colore, allo stesso tempo soffrono di tempi di risposta ancora troppo lenti e di una scarsa stabilità a causa dell’elevata porosità.
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E’ qui che subentra la ricerca di Xu che, con il suo team, è riuscito a modificare la composizione materica dei MOF riuscendo a personalizzare la dimensione della porosità del film sottile per migliorare il flusso di corrente che attiva il cambio cromatico.
Due secondo per passare dal trasparente al giallo
Nelle dimostrazioni pratiche delle pellicole termocromiche del team, le smart windows hanno impiegato solo due secondi per passare dalla totale trasparenza al verde antiabbagliante con un potenziale elettrico di 0,8 volt e due secondi per passare al rosso scuro termoisolante con 1,6 V. Inoltre la pellicola ha dimostrato un’ottima stabilità mantenendo la colorazione per oltre 40 ore a potenziale spento. Applicando una tensione inversa la finestra torna ad essere trasparente in pochi secondi. La pellicola ha funzionato in modo affidabile durante 4.500 cicli di passaggio da colorato a trasparente. Con un’ulteriore ottimizzazione, i ricercatori affermano che i loro rivestimenti regolabili potrebbero essere utilizzati in smart windows di ultima generazione per regolare autonomamente la temperatura interna, o per migliorare i dispositivi ottici ed i sensori intelligenti.
