Forskare från RMIT University i Melbourne Australien har utvecklat en ny ultratunn beläggning som reagerar på värme och kyla, öppna dörren till "smarta fönster".

Den självmodifierande beläggningen, som är tusen gånger tunnare än ett människohår, fungerar genom att automatiskt släppa in mer värme när det är kallt och blockerar solens strålar när det är varmt.

Smarta fönster har förmågan att naturligt reglera temperaturen inne i en byggnad, leder till stora miljöfördelar och betydande ekonomiska besparingar.

Ledande utredare docent Madhu Bhaskaran sa att genombrottet kommer att hjälpa till att möta framtida energibehov och skapa temperaturkänsliga byggnader.

"Vi gör det möjligt att tillverka smarta fönster som blockerar värmen under sommaren och håller värmen inne när vädret svalnar, sa Bhaskaran.

"Vi förlorar det mesta av vår energi i byggnader genom fönster. Detta gör att underhålla byggnader vid en viss temperatur till en mycket slösaktig och oundviklig process.

"Vår teknik kommer potentiellt att minska de stigande kostnaderna för luftkonditionering och uppvärmning, samt att dramatiskt minska koldioxidavtrycket för byggnader av alla storlekar.

"Lösningar på vår energikris kommer inte bara från att använda förnybara energikällor; smartare teknik som eliminerar energislöseri är helt avgörande."

Smarta glasfönster är cirka 70 procent mer energieffektiva på sommaren och 45 procent mer effektiva på vintern jämfört med vanliga dubbelglas.

New Yorks Empire State Building rapporterade energibesparingar på 2,4 miljoner USD och minskade koldioxidutsläppen med 4, 000 ton efter installation av smarta glasfönster. Detta använde en mindre effektiv form av teknik.

"Empire State Building använde glas som fortfarande krävde lite energi för att fungera, "Bhaskaran sa. "Vår beläggning kräver inte energi och reagerar direkt på förändringar i temperatur."

Medforskaren och doktoranden Mohammad Taha sa att även om beläggningen reagerar på temperaturen kan den också åsidosättas med en enkel strömbrytare.

"Denna strömbrytare liknar en dimmer och kan användas för att styra nivån av genomskinlighet på fönstret och därför intensiteten av belysningen i ett rum, " Sa Taha. "Detta innebär att användare har total frihet att använda de smarta fönstren på begäran."

Fönster är inte de enda klara vinnarna när det kommer till den nya beläggningen. Tekniken kan också användas för att kontrollera ofarlig strålning som kan penetrera plaster och tyger. Detta kan tillämpas på medicinsk bildbehandling och säkerhetsskanningar.

Bhaskaran sa att teamet ville rulla ut tekniken så snart som möjligt.

"Materialen och tekniken är lätt skalbara till stora ytor, med den underliggande teknologin inlämnad som patent i Australien och USA, " Hon sa.

Forskningen har utförts vid RMIT Universitys toppmoderna Micro Nano Research Facility med kollegor vid University of Adelaide och med stöd av Australian Research Council.

Deras resultat har publicerats i Vetenskapliga rapporter - Natur:http://dx.doi.org/doi:10.1038/s41598-017-17937-3

Hur beläggningen fungerar

Den självreglerande beläggningen skapas av ett material som kallas vanadindioxid. Beläggningen är 50-150 nanometer tjock.

Vid 67 grader Celsius, vanadindioxid förvandlas från att vara en isolator till en metall, låter beläggningen förvandlas till ett mångsidigt optoelektroniskt material som styrs av och är känsligt för ljus.

Beläggningen förblir transparent och klar för det mänskliga ögat men blir ogenomskinlig för infraröd solstrålning, som människor inte kan se och är det som orsakar solinducerad uppvärmning.

Tills nu, det har varit omöjligt att använda vanadindioxid på ytor av olika storlekar eftersom placeringen av beläggningen kräver skapandet av specialiserade skikt, eller plattformar.

RMIT-forskarna har utvecklat ett sätt att skapa och deponera den ultratunna beläggningen utan behov av dessa speciella plattformar - vilket innebär att den kan appliceras direkt på ytor som glasfönster.