PFI-TT: Energy-Efficient Smart-Privacy Windows made of Dynamic Crystals

PFI-TT:由动态晶体制成的节能智能隐私窗

基本信息

  • 批准号:
    2044762
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 25万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Standard Grant
  • 财政年份:
    2021
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2021-06-01 至 2024-05-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

The broader impact and commercial potential of this Partnerships for Innovation - Technology Translation (PFI-TT) project includes the development of inexpensive, energy-efficient window technologies and devices. Optical light transmission of such windows will be switchable by low-voltage electric fields within a fraction of a second. Beyond windows, other potential applications include coverings of greenhouses, skylights, and a large variety of electro-optic applications. The societal outcomes include reduction of energy consumption, improved comfort of building inhabitants, reduced energy demand, and creation of new jobs associated with manufacturing of these new breeds of energy-efficient windows. The team will utilize demonstrations based on the project’s outcomes to contribute to the general public's appreciation of the importance of the energy efficient technologies.The proposed project develops energy efficient windows capable of dynamically controlling transmitted light by applying low voltages (~1 Volt). Commercial and residential windows are the source of loss of about 40% of heating/cooling energy. The nanostructured liquid crystal technology promises to improve dynamic windows by controlling light transmission in the visible and near-infrared. This control will be achieved using a thin layer of a liquid crystal with ordered metal nanoparticles dispersed within it, which can be continuously rotated or switched using low-voltage fields. The main goal of this project is to develop and test prototypes of inexpensive. electrically-switchable windows while solving technological hurdles related to the speed of switching and scaling their dimensions. Skylights are the initial target market. The team will explore how these switchable devices can be engineered using nanoparticle-doped liquid crystals for applications in buildings within different climate zones. This application may lay the groundwork for a number of other technologies that rely on electrically-controlled molecular and nanoparticle organization at the mesoscale.This award reflects NSF's statutory mission and has been deemed worthy of support through evaluation using the Foundation's intellectual merit and broader impacts review criteria.
创新伙伴关系-技术转化项目的更广泛影响和商业潜力包括开发廉价、节能的窗户技术和设备。这种窗口的光传输将在几分之一秒内通过低压电场进行切换。除了窗户,其他潜在的应用还包括温室的覆盖物、天窗和各种各样的电光应用。社会结果包括减少能源消耗,提高建筑居民的舒适度,减少能源需求,并创造与这些新型节能窗户制造相关的新就业机会。该团队将利用基于项目成果的演示,促进公众对节能技术重要性的认识。提出的项目开发节能窗户,能够通过施加低电压(~1伏特)动态控制透射光。商业和住宅的窗户损失了大约40%的供暖/制冷能源。纳米结构液晶技术有望通过控制可见光和近红外的光传输来改善动态窗口。这种控制将通过一层薄薄的液晶来实现,其中分散着有序的金属纳米颗粒,可以使用低压场连续旋转或切换。这个项目的主要目标是开发和测试廉价的原型。电动可切换窗口,同时解决与切换速度和缩放尺寸相关的技术障碍。天窗是最初的目标市场。该团队将探索如何使用纳米颗粒掺杂液晶来设计这些可切换的设备,以应用于不同气候区的建筑物中。这一应用可能为许多其他技术奠定基础,这些技术依赖于中尺度上的电子控制分子和纳米颗粒组织。该奖项反映了美国国家科学基金会的法定使命,并通过使用基金会的知识价值和更广泛的影响审查标准进行评估,被认为值得支持。

项目成果

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