通过光学MEMS微快门和微镜阵列进行光调制可以节省大量的能源。

 

 

建筑占一次能源消耗的40%，二氧化碳排放总量的36%。正如我们所知，二氧化碳排放会引发全球变暖、海平面上升以及海洋生态系统的深刻变化。用节能智能玻璃窗取代建筑中低效的玻璃区域，在减少照明和温度控制方面具有巨大的潜力。天富娱乐开户

 

 

德国卡塞尔大学的Harmut Hillmer等人在《光学微系统杂志》的第一期上发表的一篇论文中展示了“MOEMS微镜阵列用于智能窗户的日光转向”的潜力。

 

“我们的智能玻璃是基于数以百万计的微镜，裸眼是看不见的，可以根据用户的行为、太阳位置、白天和季节反射射入的阳光，为建筑内部提供个性化的光线导向，”希尔默说。

 

智能玻璃示范

 

(a)如果夏季没有使用者，所有的镜子都垂直转换，将太阳热量保持在室外。通过最大限度地减少热量传递，节省了巨大的能量。(b)当感应器在夏季侦测到使用者时，上方的镜子会打开，将日光反射至天花板。在没有使用者站着的地方，房间保持凉爽，在气候方面节省能源。房间中远离窗户的部分区域可以被日光有效地照亮，节省了人工照明的能量。(c)如果冬天没有使用者，所有镜子都打开，将太阳辐射反射到墙上，作为辐射加热器收集能量。这节省了供暖的能源。(d)一旦在冬季检测到使用者的存在，所有的镜子会将全部太阳辐射重新定向到天花板，以减少眩光。现在，天花板作为一个辐射加热器，节省采暖能源。资料来源:希尔默等。

 

由于微镜阵列位于充满氩气或氪等惰性气体的窗玻璃之间，因此不受风、窗户清洁或任何天气条件的影响。这种玻璃在冬天提供免费的太阳热，在夏天防止过热，它能够提供健康的自然光，大量节约能源(高达35%)，大量减少二氧化碳(高达30%)，以及高层建筑中减少10%的钢筋和混凝土。

 

除了能源问题，人工照明也对健康和福祉产生影响。各种研究表明，人工照明与注意力不集中、易患病、生物节律紊乱和失眠有关。智能玻璃可以通过优化室内自然光来减少对人工照明的依赖。天富娱乐开户

 

目前最先进的智能玻璃目前优化了冬季或夏季，并不能确保全年的节能性能。人们需要一种能够对当地气候(白天、季节)做出反应、利用可用阳光、调节光和温度并节省大量能源的智能和自动化技术。

 

研究人员的MEMS微镜阵列集成在隔热玻璃内部，并由一个电子控制系统操作。反射镜的取向由各自电极之间的电压控制。房间中的运动传感器检测房间中用户的数量、位置和运动。

 

结果包括在亚毫秒范围内更高的驱动速度，比电致变色或液晶概念低40倍的功耗，反射代替吸收和颜色中性。对微镜结构进行了快速老化试验，以研究其可靠性，揭示了微镜阵列的可持续性、鲁棒性和长寿命。

 

有了这样积极的结果，这种智能玻璃的好处是非常明显的。