研究人员开发自供电式光学湿度传感器 可用于智能变色窗户

国外一个联合研究小组开发了一种技术,该技术可使窗户根据水分含量改变颜色,而无需用电。

  6月3日消息,据外媒报道,国外一个联合研究小组开发了一种技术,该技术可使窗户根据水分含量改变颜色,而无需用电。

  研究人员开发了一种可变滤色镜,该滤色镜使用了基于壳聚糖的水凝胶的金属-水凝胶-金属谐振器结构,并将其与太阳能电池结合在一起,制成了一种自供电式湿度传感器。该研究团队成员分别是POSTECH机械和化学工程系的Junsuk Rho教授、POSTECH化学工程系的Jaehyuck Jang、Aizhan Ismukhanova教授以及KAIST机械工程系的Inkyu Park教授。

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  结合了可变滤波器和太阳能电池的湿度传感器。由POSTECH的Junsuk Rho提供。

  研究小组发现,将壳聚糖水凝胶制成金属-水凝胶-金属结构时,透射光的共振波长会根据环境湿度实时变化,这是因为壳聚糖水凝胶会随着周围湿度的变化而重复膨胀和收缩。

  利用这种机制,该团队开发了一种湿度传感器,该湿度传感器可以通过将太阳能电池与由金属-水凝胶-金属结构的超材料制成的水可变波长滤光片结合使用而将光能转换为电能,该滤光片可以根据外部湿度改变共振波长。

  设计原理是使滤光片的谐振波长与太阳能电池吸收率快速变化的波长重叠,该滤光片旨在根据水分含量改变太阳能电池的光吸收量,并导致电气变化,最终检测周围的湿度。

  与传统的光学湿度传感器不同,这种新开发的传感器无论光的类型如何都可以工作。而且,它不仅可以在没有外部电源的情况下工作,而且还可以根据滤镜的颜色预测湿度。

  负责这项研究的Rho表示:“这项技术是一种传感技术,可以在人员和电力无法到达的地方使用,例如核电反应堆。如果将其与物联网技术相结合,将产生更大的协同作用,例如可激活湿度传感器或根据外部湿度水平改变颜色的智能窗户。”

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