Geleneksel camlar pasiftir; orada öylece dururlar. Işık gelirse geçirirler, hava ısınırsa içeri alırlar. Ancak Akıllı Camlar, çevreye veya kullanıcının isteğine tepki verebilen "aktif" malzemelerdir.
Boeing 787 Dreamliner uçağına bindiyseniz, pencerelerde plastik güneşlikler olmadığını fark etmişsinizdir. Düğmeye bastığınızda cam yavaşça koyu maviye döner. İşte bu, elektrokromik teknolojinin en ünlü örneğidir. Peki, şeffaf bir cam nasıl oluyor da elektriği hissedince renk değiştiriyor?
Kelime kökenine baktığımızda her şey anlaşılıyor: Elektro (Elektrik) + Kroma (Renk). Yani "elektrikle renk değiştiren" malzeme demektir.
Bu teknoloji, camın ışık geçirgenliğini ve ısı emilimini voltaj uygulayarak değiştirme yeteneğidir. Sadece görünür ışığı değil, aynı zamanda ısıyı taşıyan Kızılötesi (IR) ışınları da kontrol eder. Bu yönüyle sadece estetik değil, ciddi bir enerji tasarrufu aracıdır.
Bir elektrokromik camı, aslında şeffaf ve çok ince bir pil (batarya) gibi düşünebilirsiniz. Camın kesitine mikroskopla baksaydık, sandviç şeklinde dizilmiş nanometre kalınlığında katmanlar görürdük:
İletken Cam Katmanları: En dışta, elektriği ileten şeffaf oksit kaplı (genellikle İTO) iki cam plaka bulunur.
Elektrokromik Katman: İşin sihrinin olduğu yerdir. Genellikle Tungsten Oksit kullanılır.
İyon İletkeni (Elektrolit): Pillerdeki gibi iyonların yüzdüğü orta katman.
İyon Deposu (Karşı Elektrot): İyonların saklandığı depo.
Çalışma Prensibi: Düğmeye bastığınızda sisteme çok düşük bir voltaj (bir kalem pil kadar) verilir. Lityum iyonları depodan çıkar, elektrolit üzerinden yüzerek elektrokromik katmana geçer. İyonlar Tungsten Oksit ile birleştiğinde, malzemenin yapısı değişir ve ışığı emmeye başlar (cam kararır). Voltajı kestiğinizde veya tersine çevirdiğinizde, iyonlar yuvalarına döner ve cam tekrar şeffaf olur.
Bu teknoloji sadece "havalı" görünmek için değildir. Binalarda kullanılmasının çok somut ekonomik ve çevresel nedenleri vardır.
Binalardaki enerji kaybının büyük kısmı pencerelerden kaynaklanır. Yazın kavurucu sıcaklarında akıllı camlar otomatik olarak karararak güneş ısısının içeri girmesini engeller. Bu, klima yükünü %20 ile %30 arasında azaltabilir. Kışın ise şeffaflaşarak güneşin evi ısıtmasına izin verir.
Geleneksel perdeler manzarayı kapatır. Akıllı camlar ise kararırken bile dışarıyı görmenize izin verir (güneş gözlüğü takmak gibi). Ayrıca zararlı UV ışınlarını %99 oranında bloke ederek mobilyaların solmasını ve cildinizin zarar görmesini engeller.
Elektrokromik camlar genelde karartma odaklıdır. Ancak bir de PDLC (Polimer Dağılımlı Sıvı Kristal) denen başka bir akıllı cam türü vardır. Bu camlar elektrik verildiğinde şeffaf, elektrik kesildiğinde "buzlu cam" (opak) olur. Ofislerde toplantı odaları için anında mahremiyet sağlar.
Mimari: Gökdelenlerin cam cepheleri. (Perde takmanın imkansız olduğu devasa cam yüzeyler).
Otomotiv: Lüks araçların sunroof'ları (McLaren, Ferrari gibi markalar) ve dikiz aynaları (arkadan gelen ışıkla otomatik kararan aynalar).
Havacılık: Uçak pencerelerinde kabin ısısını kontrol etmek ve yolcu konforunu artırmak için.
Müzeler: Değerli eserleri güneş ışığından koruyan vitrinler.
Teknoloji harika olsa da önünde iki engel var:
Maliyet: Üretim süreci, standart cama göre oldukça pahalıdır (şimdilik).
Hız: Elektrokromik camların tamamen kararması veya açılması, camın boyutuna göre birkaç dakika sürebilir. Bu bir "aç-kapa" lambası gibi anlık değildir. (Ancak yeni nesil malzemelerle bu süre saniyelere düşürülmektedir).
Akıllı camlar ve elektrokromik teknoloji, binalarımızı pasif beton yığınlarından, çevreyle etkileşime giren "canlı" organizmalara dönüştürüyor. Enerji krizinin konuşulduğu günümüzde, hem manzaradan ödün vermeyen hem de gezegeni koruyan bu teknoloji, geleceğin şehirlerinin standart parçası olacak.
