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  • La ventana inteligente controla la luz y el calor, mata microorganismos

    Fotografías que muestran una de las tres propiedades de la ventana inteligente estéril:control de la transmisión de luz visible. Crédito:Xu et al. © 2018 Sociedad Química Estadounidense

    Una nueva ventana inteligente ofrece más que una vista agradable:también controla la transmisión de la luz solar, calienta el interior de los edificios al convertir la radiación solar en calor, y virtualmente elimina E. coli bacterias que viven en el vidrio. En el futuro, tales ventanas inteligentes estériles pueden usarse en aviones, hospitales, transporte público, y otras áreas.

    Los investigadores, dirigido por Yan-Yan Song en la Northeastern University en Shenyang, Porcelana, y Xing-Hua Xia en la Universidad de Nanjing en Nanjing, Porcelana, han publicado un artículo sobre la nueva ventana inteligente estéril en un número reciente de ACS Nano .

    Como explican los investigadores, La integración de múltiples funciones en una sola ventana inteligente presenta un desafío, ya que cada función requiere típicamente una composición de material diferente. Por ejemplo, Uno de los materiales más utilizados para ventanas inteligentes que controlan la transmisión de luz visible es WO 3 (trióxido de tungsteno). Como material electrocrómico, WO 3 puede cambiar reversiblemente su transmitancia óptica en respuesta a la carga y descarga electroquímicas. Por otra parte, Las ventanas inteligentes que convierten la radiación solar del infrarrojo cercano en calor suelen incluir nanopartículas metálicas. También, una amplia gama de materiales tienen propiedades antimicrobianas, más notablemente cobre. Hasta aquí, sin embargo, La combinación de todas estas propiedades en un solo material sigue siendo un desafío.

    En el nuevo estudio, los investigadores diseñaron una película electrocrómica-fototérmica compuesta de 3D WO 3 en una estructura en forma de panal incrustada con nanopartículas de oro y nanovarillas. Mientras que el WO 3 controla la cantidad de luz visible que pasa a través de la ventana, las nanoestructuras de oro convierten la luz solar entrante en energía térmica para calentar el interior del edificio.

    "Esta es una nueva estrategia que logra una excelente conversión fototérmica a través de la optimización de la ganancia solar en películas electrocrómicas y, en tono rimbombante, la eficiencia fototérmica es ajustable durante la transmisión óptica, "Xia dijo Phys.org .

    Los investigadores demostraron que la ventana puede cambiar de completamente transparente a completamente negra en cuestión de minutos. Más lejos, demostraron que un láser de infrarrojo cercano aumenta la temperatura de la ventana en 24 ° C en unos cinco minutos. Para investigar las propiedades antimicrobianas de la ventana, los investigadores lo trataron con E. coli y lo irradió con un láser de infrarrojo cercano. Descubrieron que el efecto bactericida era más fuerte cuando la ventana estaba en su estado oscuro, en el que podría eliminar prácticamente todas las bacterias. A diferencia de, el efecto fue mucho más débil para las ventanas en estado transparente, así como los hechos solo de WO 3 o solo nanoestructuras de oro, en lugar de ambos materiales combinados. Los resultados sugieren que la mayoría de los efectos bactericidas se deben a las propiedades fototérmicas de la ventana.

    "La ventana inteligente estéril sería particularmente útil en aviones, en zonas de alta latitud, y también en hospitales, "Dijo Xia." Debería ser multifuncional, por ejemplo, controlar la transmisión de luz visible de forma dinámica, sintonizar la conversión de calor de la radiación solar del infrarrojo cercano, y reducir los ataques de microorganismos ".

    © 2018 Phys.org




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