الزجاج الذكيالزجاج القابل للتحويل، والذي يُسمى أيضًا زجاج التحكم في الضوء أو الزجاج القابل للتبديل أو زجاج الخصوصية، يساعد في تحديد الصناعات المعمارية والداخلية وتصميم المنتجات.

بأبسط تعريف، تُغيّر تقنيات الزجاج الذكي كمية الضوء المنبعثة عبر المواد الشفافة عادةً، مما يسمح لهذه المواد بالظهور إما شفافة أو شبه شفافة أو معتمة. تُساعد تقنيات الزجاج الذكي على حلّ التناقض بين متطلبات التصميم والوظيفة، من خلال تحقيق التوازن بين فوائد الضوء الطبيعي والإطلالات والتصاميم المفتوحة، وبين الحاجة إلى ترشيد استهلاك الطاقة والخصوصية.

يهدف هذا الدليل إلى مساعدتك في عملية البحث واتخاذ القرار بشأن تطبيق تقنية الزجاج الذكي في مشروعك التالي أو تضمينها في منتجاتك وخدماتك.

ما هو الزجاج الذكي؟

الزجاج الذكي ديناميكي، يسمح لمادة كانت ثابتة تقليديًا بأن تصبح حيوية ومتعددة الوظائف. تتيح هذه التقنية التحكم في أشكال مختلفة من الضوء، بما في ذلك الضوء المرئي والأشعة فوق البنفسجية والأشعة تحت الحمراء. تعتمد منتجات زجاج الخصوصية على تقنيات تتيح للمواد الشفافة (مثل الزجاج أو البولي كربونات) التحول، عند الطلب، من شفاف إلى مظلل أو معتم تمامًا.

يمكن دمج هذه التقنية في النوافذ والأقسام وغيرها من الأسطح الشفافة في مختلف القطاعات، بما في ذلك الهندسة المعمارية والتصميم الداخلي والسيارات ونوافذ البيع بالتجزئة الذكية والإلكترونيات الاستهلاكية.

هناك نوعان رئيسيان من الزجاج الذكي: النشط والسلبي.

تُحدَّد هذه المواد بناءً على ما إذا كانت قابليتها للتغيير تتطلب شحنة كهربائية أم لا. إذا كانت كذلك، تُصنَّف على أنها نشطة. وإلا، تُصنَّف على أنها خاملة.

يشير مصطلح الزجاج الذكي بشكل أساسي إلى التقنيات النشطة التي تعمل فيها أفلام وطلاءات الزجاج الخاصة، والتي يتم تنشيطها بواسطة شحنة كهربائية، على تغيير مظهر الزجاج ووظيفته.

تشمل أنواع تقنيات الزجاج النشط القابل للتبديل وتطبيقاتها الشائعة ما يلي:

• زجاج الكريستال السائل المشتت بالبوليمر (PDLC)، على سبيل المثال: يُرى عادةً في أقسام الخصوصية في مختلف الصناعات
• زجاج جهاز الجسيمات المعلقة (SPD)، على سبيل المثال: النوافذ التي يتم تظليلها كما هو الحال في السيارات والمباني
• زجاج الكهروميك (EC)، على سبيل المثال: النوافذ المطلية التي يتم تلوينها ببطء للتظليل

فيما يلي تقنيتان للزجاج الذكي السلبي والتطبيقات الشائعة لكل منهما:

• الزجاج الضوئي، على سبيل المثال: النظارات الطبية ذات الطلاء الذي يتلون تلقائيًا في ضوء الشمس.
• الزجاج الحراري، على سبيل المثال: النوافذ المطلية التي تتغير استجابة لدرجة الحرارة.

تتضمن المرادفات للزجاج الذكي ما يلي:

LCG® - زجاج للتحكم في الإضاءة | زجاج قابل للتبديل | تظليل ذكي | زجاج قابل للتلوين | زجاج للخصوصية | زجاج ديناميكي

تُعرف التقنيات التي تُمكّنك من تحويل الأسطح من شفافة إلى معتمة فورًا باسم "زجاج الخصوصية". وتحظى بشعبية خاصة في قاعات المؤتمرات ذات الجدران الزجاجية أو المقسمة، وفي مساحات العمل المرنة ذات التصميم المفتوح، أو في غرف الفنادق حيث المساحة محدودة والستائر التقليدية تُفسد جمالية التصميم.

تقنيات الزجاج الذكي

يعتمد الزجاج الذكي النشط على تقنيات PDLC وSPD واللون الكهروكيميائي. يعمل تلقائيًا باستخدام وحدات تحكم أو محولات مجدولة أو يدويًا. بخلاف المحولات التي لا يمكنها سوى تغيير لون الزجاج من شفاف إلى معتم، يمكن لوحدات التحكم أيضًا استخدام مخفتات لتغيير الجهد تدريجيًا والتحكم في الإضاءة بدرجات متفاوتة.

البلورات السائلة المشتتة بالبوليمر (PDLC)

تحتوي التكنولوجيا المستخدمة في أفلام PDLC لإنشاء الزجاج الذكي على بلورات سائلة، وهي مادة تشترك في خصائص المركبات السائلة والصلبة، والتي يتم توزيعها في بوليمر.

يُعدّ الزجاج الذكي القابل للتبديل بتقنية PDLC من أكثر التقنيات شيوعًا. وبينما يُستخدم هذا النوع من الأغشية عادةً في التطبيقات الداخلية، يُمكن تحسين تقنية PDLC للحفاظ على خصائصها في الظروف الخارجية. يتوفر PDLC بألوان وأنماط مُختلفة، وهو متوفر عادةً في تطبيقات مُغلّفة (للزجاج المُصنّع حديثًا) ومُعدّلة (للزجاج الحالي).

يحول PDLC الزجاج من درجات تعتيم قابلة للتعتيم إلى شفاف في غضون مللي ثانية. عندما يكون PDLC معتمًا، فهو مثالي للخصوصية والعرض واستخدام السبورة البيضاء. عادةً ما يحجب PDLC الضوء المرئي. ومع ذلك، فإن المنتجات العاكسة لأشعة الشمس، مثل تلك التي طورتها شركة Gauzy لعلوم المواد، تسمح بانعكاس ضوء الأشعة تحت الحمراء (الذي يُنتج حرارة) عندما يكون الفيلم معتمًا.

في النوافذ، يحدّ زجاج PDLC البسيط من الضوء المرئي ولكنه لا يعكس الحرارة، إلا إذا تم تحسينه بشكل مناسب. عندما يكون شفافًا، يتميز زجاج PDLC الذكي بوضوح ممتاز مع حوالي 2.5 ضبابية، حسب الشركة المصنعة. في المقابل، يُبرّد زجاج PDLC الشمسي الخارجي درجة الحرارة الداخلية عن طريق تشتيت الأشعة تحت الحمراء ولكنه لا يُظلّل النوافذ. كما أن PDLC مسؤول عن السحر الذي يُمكّن الجدران والنوافذ الزجاجية من أن تصبح شاشة عرض أو نافذة شفافة على الفور.

نظرًا لأن PDLC متوفر في مجموعة متنوعة من الأنواع (الأبيض والألوان ودعم الإسقاط وما إلى ذلك)، فهو مثالي لتطبيقات متعددة عبر الصناعات المتنوعة.

جهاز الجسيمات المعلقة (SPD)

يحتوي SPD على جزيئات صلبة دقيقة معلقة في سائل ومغطاة بين طبقتين رقيقتين من PET-ITO لتكوين غشاء رقيق. يُظلل ويُبرد المساحات الداخلية، ويحجب ما يصل إلى 99% من الضوء الطبيعي أو الاصطناعي الوارد خلال ثوانٍ من تغيير الجهد.

كما هو الحال في تقنية PDLC، يمكن تعتيم SPD، مما يتيح تجربة تظليل مخصصة. بخلاف تقنية PDLC، لا يتحول SPD إلى لون معتم تمامًا، وبالتالي، فهو غير مناسب للخصوصية، كما أنه غير مُحسّن للإسقاط.

يُعدّ SPD مثاليًا للنوافذ الخارجية أو المطلة على السماء أو الماء، ويمكن استخدامه أيضًا في التطبيقات الداخلية التي تتطلب الظلام. تُصنّع SPD من قِبل شركتين فقط في العالم.