פריצת דרך בבאר שבע: החלון החכם שיחסוך לכם חשמל ומווסת חום בעצמו
30.08.26 / 08:20
חוקרים מאוניברסיטת בן-גוריון פיתחו חלון חכם היברידי המסוגל לעבור ממצב שקוף לאטום בלחיצת כפתור, ולשמור על מצבו במשך חודשים ללא צורך בחשמל. הטכנולוגיה החדשנית, המשלבת זיכרון אופטי וויסות חום, עשויה לחולל מהפכה בתחום הבנייה הירוקה והרכבים החכמים.
טכנולוגיות של "חלונות חכמים" – כאלו המסוגלים לשנות את רמת השקיפות שלהם כדי לווסת חדירת אור וחום למבנים – נחשבות להבטחה גדולה בעולם הבנייה הירוקה. עם זאת, רוב הפתרונות הקיימים כיום סובלים מחיסרון בולט: הם דורשים אספקת חשמל רציפה כדי לשמור על מצבם (שקוף או אטום), ואינם מציעים שליטה יעילה בחום שעובר דרכם. כעת, פיתוח חדשני ממעבדות אוניברסיטת בן-גוריון בנגב מבקש לשנות את התמונה.
במעבדת "התקני גבישים נוזליים וננופוטוניקה", פרופ' אברהים עבדולחלים והדוקטורנטית ניבין חוסיין מהמחלקה להנדסת אלקטרו-אופטיקה ופוטוניקה, פיתחו חלון חכם בעל מבנה סלילי ננומטרי של גביש נוזלי. הפתרון ההנדסי פורץ הדרך דורש פולס חשמלי קצרצר בלבד כדי להחליף מצב, ונשאר מקובע בצורה יציבה גם לאחר ניתוק מוחלט מהחשמל.
במרכז התגלית עומד המבנה המולקולרי הייחודי של החומר. החוקרים הצליחו לדחוס את המבנה הטבעי של הגבישים הנוזליים לכדי "ננו-סלילים" קשיחים וזעירים במיוחד. כאשר מפעילים תדר נמוך (20 הרץ), הסלילים מתפזרים ויוצרים מצב אטום. הפעלת תדר גבוה (1 קילו-הרץ) מיישרת אותם בחזרה והופכת את החלון לשקוף לחלוטין. בבדיקות מעבדה מחמירות, המצב הנבחר נשמר ביציבות כמעט מלאה במשך 90 ימים ללא שום הזנה חשמלית – שיפור דרמטי לעומת טכנולוגיות קודמות שדעכו תוך שעות.
כדי להפוך את החלון ליעיל אף יותר, שולבה בו שכבת תחמוצת ונדיום (VO₂), חומר חכם שמווסת מעבר חום פסיבי. המשמעות בשטח: בקיץ השכבה חוסמת מעבר חום עודף, ובחורף היא מאפשרת כניסה של אנרגיית שמש אינפרא-אדומה, מה שתורם להפחתה משמעותית בהוצאות החימום והקירור של המבנה.
פרופ' עבדולחלים התייחס לפוטנציאל העצום של הפיתוח: "היכולת לשלב זיכרון אופטי ארוך־טווח ללא צריכת חשמל עם ויסות תרמי פסיבי פותחת כיוון חדש בתחום. אנו מאמינים שטכנולוגיה זו יכולה לתרום לפיתוח מבנים יעילים יותר אנרגטית ולשפר את השליטה באור, בפרטיות ובנוחות התרמית של חללי מגורים, רכבים וסביבות עבודה".
מלבד בנייה ירוקה, המנגנון החדש – המתאפיין בזמן תגובה של שבריר שנייה וניגודיות אופטית גבוהה – פותח דלת ליישומים נוספים כמו צגים מחיקים, נייר אלקטרוני ושלטי מידע מתקדמים.
הטכנולוגיה פורסמה בכתב העת "Nanoscale Advances", הוצגה בכנס SPIE העולמי ונרשמה כפטנט באמצעות BGN Technologies, חברת המסחור של האוניברסיטה. רן מלמד, סמנכ"ל עסקי בתחומי הנדסה ומדעים מדויקים בחברה, סיכם: "אנחנו מחפשים טכנולוגיות שלא רק מייצרות פריצת דרך מדעית, אלא גם יכולות להגיע לשוק וליצור שינוי אמיתי. במקרה הזה, נראה שיש פוטנציאל נרחב לשיתופי פעולה שייהנו מהטכנולוגיה הייחודית ואופן היישום שלה".
אנו מכבדים זכויות יוצרים ועושים מאמץ לאתר את בעלי הזכויות בצילומים המגיעים לידינו. אם זיהיתים בפרסומינו צילום שיש לכם זכויות בו, אתם רשאים לפנות אלינו ולבקש לחדול מהשימוש באמצעות כתובת המייל:[email protected]
