由浦项科技大学主办 学分:浦项科技大学 根据阳光强度自动改变颜色的智能窗户越来越受到关注，因为它们可以在夏天阻挡太阳的可见光，从而减少能源消耗
但是在季风季节或炎热的夏天，窗户会根据外面的湿度改变颜色吗？ 最近，一个韩国研究小组开发了智能窗户的源技术，这种窗户可以根据湿度的多少改变颜色，而不需要电
联合研究小组由机械和化学工程系的朱苏克·罗教授、波斯泰克大学化学工程系的张在赫和爱赞·伊斯穆哈诺娃以及凯思特大学机械工程系的朴英育教授组成
他们一起成功地开发了一种使用金属-水凝胶-金属谐振器结构的可变滤色器，该结构使用壳聚糖基水凝胶，并将其与太阳能电池结合制成自供电湿度传感器
这些研究结果作为封面故事发表在最新一期的《高级光学材料》杂志上，该杂志专门研究纳米科学和光学
例如，利用光的传感器已经在我们的日常生活中广泛用于测量心电图、空气质量或距离
基本原理是利用光来探测周围环境的变化，并将它们转换成数字信号
法夫里-珀罗干涉是可应用于光学传感器的共振现象之一，并且可以以金属-电介质-金属多层薄膜的形式实现
众所周知，透射光的共振波长可以根据介电层的厚度和折射率来控制
然而，现有的金属-电介质-金属谐振器的一个主要缺点是一旦它们被制造出来，就不能控制透射光的波长，使得它们难以用于可变传感器
结合可变滤光器和太阳能电池的湿度传感器
信用:Junsuk Rho (POSTECH) 研究小组发现，当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随着周围湿度的变化而重复膨胀和收缩
利用这种机制，研究小组开发了一种湿度传感器，通过将太阳能电池与由金属-水凝胶-金属结构材料制成的水可变波长滤波器相结合，可以将光能转化为电能，该材料可以根据外部湿度改变共振波长
设计原则是将滤波器的谐振波长与太阳能电池吸收快速变化的波长重叠
这种滤光器被设计成根据湿气量来改变太阳能电池的光吸收量，并导致电变化，最终检测周围的湿度
与传统的光学湿度传感器不同，这些新开发的传感器工作时不考虑光线的类型，无论是自然光线、发光二极管还是室内光线
此外，它不仅可以在没有外部电源的情况下工作，还可以根据过滤器的颜色预测湿度
领导这项研究的朱苏克·罗教授评论说:“这项技术是一种传感技术，可以用于人和电无法到达的地方，如核电站反应堆
他补充说，“如果与物联网技术相结合，如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，它将产生更大的协同作用。”
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