Un giorno non avremo bisogno di tende o persiane alle nostre finestre, e saremo in grado di bloccare la luce, o farla entrare, con la semplice pressione di un pulsante. Almeno questo è quello che Keith Goossen, professore associato di ingegneria elettrica e informatica presso l'Università del Delaware, speranze.

Goossen e Daniel Wolfe, che ha conseguito un dottorato presso l'UD l'anno scorso, ha sviluppato pannelli in grado di alternare l'ingresso della luce e il suo blocco. Questa tecnologia "smart glass" potrebbe essere utilizzata in finestre eco-compatibili, parabrezza, lastre per tetti e involucri edilizi, assorbendo luce e calore in inverno e riflettendolo via in estate.

Sebbene Goossen non sia il primo scienziato a produrre vetri intelligenti, l'invenzione della sua squadra è circa un decimo del prezzo di altre versioni. È anche più trasparente nel suo stato trasparente e più riflettente nel suo stato riflettente rispetto ai concorrenti, Egli ha detto.

Goossen ha condiviso lunedì il suo ultimo prototipo di vetro intelligente, 5 marzo in un discorso alla conferenza SPIE Smart Materials and Nondestructive Evaluation for Energy Systems IV a Denver.

Idea semplice, risultati chiari

I principi alla base di questa tecnologia del vetro intelligente sono sorprendentemente semplici. Inizia con due fogli di plastica separati da una sottile cavità. La plastica contiene minuscole strutture a forma di cubo che rendono il materiale retroriflettente, il che significa che rimanda la luce alla sua fonte, come fa un riflettore per bicicletta.

Quindi la camera viene riempita con un fluido chiamato salicilato di metile, un estratto di wintergreen poco costoso che sembra essere l'ingrediente attivo in alcune creme antidolorifiche da banco. Questo liquido ha proprietà ottiche, o interazione con la luce visibile, che corrispondono alle proprietà ottiche della plastica retroriflettente. Quando combinato, la luce può passare, e il sistema diventa trasparente. Questo è chiamato corrispondenza dell'indice di rifrazione.

Il sistema di vetro intelligente di Goossen può passare da trasparente a riflettente mille volte senza degradarsi, come mostrato in un articolo pubblicato alla fine dell'anno scorso sulla rivista Ottica Express .

Alla conferenza di questa settimana, Goossen ha rivelato un nuovo, disegno migliorato.

Invece di utilizzare i cubi, questo vetro intelligente si basa sulla riflessione interna totale di strutture unidimensionali stratificate perpendicolarmente. È altamente riflettente fino a un angolo di incidenza di 60 gradi, un miglioramento rispetto al prototipo precedente.

"Si è comportato meglio di quanto pensavamo in base alla nostra comprensione teorica, " Egli ha detto.

Goossen utilizza la stampa 3D per realizzare i suoi prototipi, ma questa tecnologia potrebbe alla fine essere prodotta ad alto volume ea basso costo utilizzando lo stampaggio a iniezione. Ora sta testando il suo sistema su un'ampia gamma di temperature per vedere come si comporta, soprattutto quando si avvicina a temperature che potrebbero causare il congelamento del fluido all'interno, che sarà tra 3 e 16 gradi Fahrenheit, a seconda dell'eventuale fluido utilizzato. Ogni volta che Goossen parla di questo progetto con una stanza piena di ingegneri, le mani si alzano con un sacco di domande.

"C'è molto interesse per la capacità che questo potrebbe rappresentare, " Egli ha detto.

Alla fine potrebbe seguire la commercializzazione, qualcosa in cui Goossen è già esperto. Un autore di 82 brevetti rilasciati, ha fondato una startup nel 2001 che è stata poi acquisita. Trasmette le sue conoscenze agli studenti come co-docente di imprenditorialità ad alta tecnologia, un corso per studenti universitari e laureati che si concentra su aspetti finanziari, legale, problemi scientifici e ingegneristici che devono affrontare le startup tecnologiche.

Goossen incoraggia anche gli studenti ad essere curiosi. Questo progetto di ricerca è iniziato con un'intuizione, che può essere l'impulso per la scoperta scientifica.

"A volte è solo un istinto riguardo a ciò che potrebbe essere interessante, " disse Goossen.