طريقة جديدة لتحضير مادة ضوئية من البلورات السائلة المستخدمة لإنتاج النوافذ الذكية

في الطريقة الجديدة التي طورها البروفيسور إبراهيم عبد الحليم من وحدة الهندسة الكهربائية والبصرية والضوئية في جامعة بن غوريون، يتم ملء المساحة بين لوحين زجاجيين بنسبة منخفضة من الجسيمات الدقيقة النانوية الممزوجة مع البلورات السائلة. الألواح مطلية بأقطاب كهربائية وتسمح استجابة المصفوفة بتغيير شفافية النافذة خلال أجزاء قليلة من الثانية

تم مؤخراً تطوير طريقة سريعة وسهلة لتحضير مادة مركبة من الكريستال السائل تستخدم في النوافذ الذكية من قبل البروفيسور إبراهيم عبد الحليم من وحدة الهندسة الكهربائية والبصرية والضوئيات في جامعة بن غوريون في النقب. وشارك في الدراسة الدكتور لاكشمي مادوري بابو، باحث ما بعد الدكتوراه في مختبره.

تتيح النوافذ الذكية التحكم بكمية وطيف الضوء الذي ينتقل من خلالها، أي شفافيتها، ويمكن إنتاجها باستخدام مجموعة واسعة من المواد الحساسة لدرجة الحرارة أو الجهد الكهربائي مثل البلورات السائلة. وتشمل المواد المعروفة بوليمرات ممزوجة بالبلورات السائلة في عملية الإضاءة بالأشعة فوق البنفسجية، إلا أن عملية التحضير هذه معقدة وتكلفتها عالية. نظرًا لارتفاع تكلفتها، فإن هذه النوافذ ليست شائعة في كل منزل أو مكتب أو سيارة.

وفي الطريقة الجديدة، يتم ملء المساحة بين لوحين زجاجيين بنسبة منخفضة من الجزيئات الدقيقة النانوية الممزوجة مع البلورات السائلة. يتم طلاء الألواح بأقطاب كهربائية وتسمح استجابة المصفوفة بتغيير شفافية النافذة خلال أجزاء قليلة من الثانية.

وقد وجد أيضًا أن الفكرة فعالة في استخدام المواد الدقيقة النانوية المتنوعة وفي دراسات إضافية نتيجة للتعاون مع باحثين محليين ودوليين. تم نشر المقال في مجلة Journal of Molecular Liquids وفيه استخدموا جزيئات دقيقة منصهرة نانوية. تُظهر المقالات الإضافية في عمليات النشر استخدام المواد الإضافية.

تتسبب الجسيمات الدقيقة، والمعروفة أيضًا باسم جزيئات Mie، في تشتت موجة ضوئية تساوي أو أكبر من حجمها بقوة. هذا الضوء المبعثر هو عملية تعرف باسم تشتت مي. كونها نانوية تسمح للبلورات السائلة باختراق وتغيير خصائصها، وبالتالي إنشاء مادة جديدة تسمى المواد الفوقية الضوئية القابلة للتعديل والتي تتسبب في تغيير شفافية النافذة اعتمادًا على الجهد الكهربائي المطبق. وعلى الرغم من أن هذا مجال بحثي جديد، إلا أنه يحتوي على العديد من التطبيقات المتعلقة بقدرات تعديل الضوء وتوفير الطاقة وتوفير الراحة المعيشية للبشر.