똑똑한 창은 현실이 될 것입니다! 우리 연구자들은 이산화 바나듐 나노 입자의 새로운 기술을 개발했습니다.
창고 재료의 낮은 에너지 효율로 인해 매년 미국에서 건설중인 사용 에너지의 약 30 %가 손실됩니다. 이러한 에너지 손실로 연간 약 42 억 달러의 손실이 발생합니다.
이와 관련하여 우리 에너지 부서 (아르헨티나)가 에너지 효율이 좋고 경제적 인 "스마트 창 (Smart Window)"을 만들기 위해 바나듐 디옥사이드 나노 입자 합성을위한 새로운 특허 프로세스를 상용화 할 수 있다면 높은 에너지 소비 문제가 변화하기 시작할 수 있습니다 .
아르곤 국립 실험은 에너지 효율적인 "스마트 윈도우"의 제조를보다 경제적으로하는 바나듐 디옥사이드 나노 입자의 합성을위한 새로운 공정에 대한 특허를 신청했다.
아르곤 국립 연구소의 화학 엔지니어 인 리 지에 (lie jie)는 "나노 입자를 경제적 인 방법으로 신속하게 생산하여 신속하게 시장에 출시 할 수있는 지속적인 프로세스를 개발할 필요가있다"며 "아르곤 국립 연구소의 리 연구원은 해당 프로세스에 대한 특허 라이센스.
열 변색 성 스마트 창은 겨울 동안 적외선 에너지를 자동으로 흡수하여 건물을 따뜻하게 유지하고 여름 동안 적외선 에너지를 차단하여 건물을 시원하게 유지합니다. 또한 Li는 나노 입자 기반 바나듐 이산화물 막이 일반 필름의 약 2 배의 태양 변조 값을 갖는다는 것을 나타냅니다. 그 중 소위 태양 광 변조는 실제로 저온 및 고온에서 바나듐 디옥사이드 물질로 제어 할 수있는 태양 에너지의 양입니다. 또한, 이산화 바나듐 나노는 스위치와 같은 견뢰도, 즉 적외선 차단과 적외선 투과에서 마이크로 초 또는 나노초 단위로 완성 될 수있다.
아르곤 국립 연구소 (Argonne National Laboratory)의 건축 과학 프로젝트 책임자 인 ralph muehleisen은 열 변색 기술은 업계에서 관심을 끌었지만 높은 비용과 제한된 성능으로 인해 일부 제품에만 사용되었다고 전했다. 핵심 이슈는 바나듐 디옥사이드의 나노 형태가 스마트 창문에 가장 적합한 물질이라는 것입니다. 그러나 지금까지 아무도 상업화를 지원하기에 충분히 낮은 비용으로 바나듐 디옥사이드 나노 입자를 생산하는 방법을 알지 못했습니다.
muehleisen은 "나노 입자의 사용은 재료의 성능을 향상 시켰으며, 우리가 발명 한 연속 흐름 프로세스로 인해 제조 비용이 절감되므로이 기술은 창 제조사에게 매우 의미가 있습니다. 그러나 우리가 발명 한 제조 공정은 자체는 나노 입자 제조가 필요한 다양한 재료에 적합합니다. "
통상적 인 열 변색 성 필름은 도핑 된 나노 입자 물질보다 훨씬 더 높은 반응 온도를 갖는 이산화질소 물질을 함유한다. 적외선 열을 차단하기 위해서는 전통적인 창문이 화씨 154도 (화씨 68도)에 도달해야합니다. 텅스텐 바나듐 디옥사이드 나노 입자가 들어있는 창은 화씨 77도 (화씨 25도)에서 임계 전이 온도에 도달했습니다.
기존의 창문과 달리이 나노 입자 함유 창은 에너지 효율을 높이기 위해 착색을 필요로하지 않습니다. 또한 muehleisen은 아르곤 국립 연구소의 연속 흐름 처리 기술로 나노 입자 제조 비용을 기존 방법보다 최소 5 배 이상 낮출 수 있다고 추정합니다.
lc의 나노 시장에 따르면 스마트 창 시장은 2014 년에 10 억 달러에 달하고 2021 년에는 약 30 억 달러에 달할 것으로 예상됩니다. 기존의 에너지 절약 창 기술은 효율성이 낮고 비용이 높으며 일부는 둘 다 가지고 있습니다. 신흥 기술에 대한 독립적 인 조사를 실시하는 컨설팅 회사 인 럭스 리서치 (Luxux Research)의 자료에 따르면 열 색 창은 20도까지 시장의 3 분의 2를 차지할 수 있습니다.
바나듐 디옥사이드 열 변색 기술을 더 발전시키기 위해 li와 muehleisen은 입자 크기를 100 nm에서 15 또는 20 nm로 줄이려고했습니다. 이 작은 입자 크기에서, 3000 내지 4000 개의 나노 입자는 인간의 모발의 직경과 동일하다. 이것은 더 큰 입자에 비해 큰 입자에 비해 두 가지 주요 장점이 있습니다. 첫째, 그들은 빛을 덜 뿌려서 창 필름을 더 투명하게 만든다. 두 번째로, 그들은 적외선 열을 더 잘 조절할 것이고, 이것은 더 에너지 효율적입니다.
바나듐 디옥사이드 나노 입자는 또한 방위의 탐지 기술로 사용될 수 있으며, 그 주된 역할은 실내 진동 측정에 사용되는 적외선 빔을 방해하는 것입니다. 동시에, 추가 연구 및 개발을 통해이 재료는 항공기 및 기타 차량에 레이저 무기 보호 기능을 제공 할 수도 있습니다.
아르곤 국립 연구소 (Argonne National Laboratory)의 재료 과학자, 공정 엔지니어, 에너지 과학자 및 건설 과학자들과 시카고 대학교의 상업화 전문가 팀은 실험실에서 상대적으로 젊은 건설 프로젝트의 지원으로 바나듐 디옥사이드 나노 입자 기술을 공동 개발했습니다.
"나는 발견 과학 팀과 더 긴밀하게 협력하기 위해 건설 계획을 확대하고 싶다."라고 muehleisen은 말했다. "건축 디자인에 사용되는 재료의 기본 물리학 및 화학을 더 잘 이해할 필요가 있습니다. 우리는 적응력 / 역학, 성능 향상, 제조 비용 절감, 환경 영향 최소화를위한 일상을 깨뜨릴 필요가 있습니다. 차세대 소재. "
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