חלון שמשנה את רמת השקיפות שלו בלחיצת כפתור, ולאחר מכן אינו זקוק לאספקת חשמל רציפה כדי להישאר במצב שנבחר: טכנולוגיה שפותחה באוניברסיטת בן־גוריון בנגב עשויה לסמן כיוון חדש בתחום החלונות החכמים והבנייה החסכונית באנרגיה.
את הפיתוח מובילים פרופ' אברהים עבדולחלים והדוקטורנטית ניבין חוסיין מהמחלקה להנדסת אלקטרו־אופטיקה ופוטוניקה, במסגרת המעבדה להתקני גבישים נוזליים וננופוטוניקה באוניברסיטה.
החידוש נועד להתמודד עם אחת המגבלות של טכנולוגיות קיימות לחלונות חכמים: הצורך באספקת אנרגיה כדי לשלוט במצב האופטי של החלון. בהתקן שפיתחו החוקרים נדרש פולס חשמלי קצר כדי לבצע את המעבר בין מצב שקוף למצב המפזר אור ונראה אטום, אולם לאחר השינוי ניתן לנתק את אספקת החשמל והמצב נשמר.
בלב הפיתוח נמצא מבנה מולקולרי ייחודי של גביש נוזלי. החוקרים הצליחו לדחוס את המבנה הלולייני הטבעי של הגבישים לפסיעה של כ־100 ננומטר בלבד.
במצב זה מתארגנות המולקולות במבנים זעירים דמויי סלילים, הכוללים כחמישה עד עשרה סיבובים. המבנים מגיבים לשינויים בתדר ובמתח החשמלי וכך מאפשרים לשלוט במעבר האור.
לפי החוקרים, הפעלת תדר נמוך של 20 הרץ גורמת למבנה להתפזר למיקרו־אזורים שמפזרים את האור ויוצרים מצב אטום, ואילו תדר גבוה של 1 קילו־הרץ מיישר את המבנים ומחזיר את ההתקן למצב שקוף.
אבל החידוש אינו מסתכם בשליטה בפרטיות ובאור.
החלון ההיברידי משלב את שכבת הגביש הנוזלי עם שכבה המבוססת על תחמוצת ונדיום, VO₂, שנועדה לווסת באופן פסיבי את מעבר החום מקרינת השמש. על פי החוקרים, השילוב עשוי לסייע בחסימת חום עודף בקיץ ובניצול טוב יותר של קרינת השמש בחורף, ובכך להפחית בעתיד את האנרגיה הנדרשת לחימום ולקירור מבנים.
בבדיקות המעבדה נשמר המצב שנבחר במשך 96 שעות רצופות ללא שינוי. החוקרים דיווחו גם על יציבות כמעט מלאה בבדיקות שנערכו לאחר 30 ו־90 ימים.
המשמעות היא מעין "זיכרון אופטי": לאחר שנבחר מצב החלון, אין צורך בהזנה חשמלית רציפה כדי לשמר אותו.
"היכולת לשלב זיכרון אופטי ארוך־טווח ללא צריכת חשמל עם ויסות תרמי פסיבי פותחת כיוון חדש בתחום החלונות החכמים", מסר פרופ' עבדולחלים. לדבריו, הטכנולוגיה עשויה לתרום בעתיד לפיתוח מבנים יעילים יותר מבחינה אנרגטית ולשיפור השליטה באור, בפרטיות ובנוחות התרמית במבנים ובכלי רכב.
הפיתוח עשוי לשמש גם בתחומים נוספים. החוקרים מצביעים בין היתר על אפשרות ליישמו בצגים הניתנים לכתיבה ומחיקה מחדש, בנייר אלקטרוני ובשלטי מידע חסכוניים באנרגיה, בזכות זמן תגובה של שבריר שנייה והיכולת לשמר מידע חזותי ללא אספקת חשמל רציפה.
הטכנולוגיה נרשמה כפטנט באמצעות BGN Technologies, חברת המסחור של אוניברסיטת בן־גוריון בנגב, והמחקר פורסם בכתב העת המדעי Nanoscale Advances והוצג בכנס SPIE.
רן מלמד, סמנכ"ל עסקי בתחומי הנדסה ומדעים מדויקים ב־BGN Technologies, מסר כי בחברה מחפשים טכנולוגיות המשלבות פריצת דרך מדעית עם פוטנציאל להגיע לשוק, והעריך כי לפיתוח החדש עשוי להיות פוטנציאל לשיתופי פעולה מסחריים.
המחקר נתמך על ידי משרד האנרגיה, המים והתשתיות.
זכויות יוצרים: המערכת משקיעה מאמצים רבים באיתור בעלי זכויות היוצרים בתכנים המופצים ברבים. במידה ופורסמה מדיה שבעליה אינו ידוע, השימוש נעשה לפי סעיף 27א לחוק זכויות יוצרים. אם הנכם בעלי הזכויות, ניתן לפנות אלינו לצורך הוספת קרדיט או הסרת התוכן.
