Cửa sổ thông minh giúp điều chỉnh lượng ánh sáng phù hợp trong nhà kính

Nhà kính là mô hình thường được sử dụng trên thị trường ngày nay. Đặc biệt trong thời điểm hiện tại, khi dân số ngày càng gia tăng và diện tích đất trồng giảm khiến cho việc canh tác trở nên hạn chế. Nhà kính giúp ngăn ngừa các tác động của môi trường xung quanh như gió, mưa, nắng lên cây trồng.

Tuy nhiên, việc kiểm soát lượng ánh sáng truyền đến cây trồng là rất khó khăn, ngay cả ở trong ngững ngôi nhà kính công nghệ cao. Nhằm giải quyết điều này, nhà nghiên cứu Gilles Timmermans đã sáng chế ra các cửa sổ thông minh để điều chỉnh cường độ và quang phổ của ánh sáng trong nhà kính.

Hầu hết các nhà kính luôn cố gắng tối đa hóa ánh sáng truyền đến cây trồng. Tuy nhiên, vào mùa hè, nhiệt độ trong nhà kính thường trở nên quá cao và ngăn cản sự phát triển của cây. Hiện nay, người trồng đang cố gắng giải quyết vấn đề này bằng cách mở rộng hệ thống thông gió hoặc giảm lượng ánh sáng chiếu vào với rèm hoặc màn che.

Nhược điểm của việc mở rộng hệ thống thông gió là khiến cho khả năng kiểm soát môi trường trở nên khó khăn hơn và có thể tạo điều kiện cho các loài vật gây hại xâm nhập vào nhà kính. Do đó, một cách điển hình khác để giảm cường độ ánh sáng chiếu vào mùa hè là sơn các mái của nhà kính. Tuy vậy, lớp sơn này cuối cùng sẽ bị trôi đi sau mỗi cơn mưa và tất cả ánh sáng lại tràn vào trở lại.

Những gì người nông dân vẫn đang thiếu là một cách để nhanh chóng thay đổi và điều chỉnh lượng ánh sáng đến cây trồng. Tiến sĩ Timmermans đã bắt đầu nghiên cứu việc sử dụng các cửa sổ ‘thông minh’ có khả năng thay đổi trạng thái của ánh sáng.

Ở trạng thái hấp thụ, ánh sáng có thể truyền qua kính, giúp ngăn nhiệt độ tăng cao. Hơn nữa, ánh sáng đi qua cửa sổ thông minh sẽ bị mờ và được phân bổ đều hơn, điều này sẽ tốt hơn cho cây trồng.

Các cửa sổ ‘thông minh’ mà Timmermans tạo ra cũng có thể tạo ra điện từ ánh sáng hấp thụ bên ngoài. Để làm như vậy, tiến sĩ đã đưa thuốc nhuộm huỳnh quang vào một máy chủ tinh thể lỏng có thể được điều khiển tương tự như màn hình LCD. Do đó, việc thay đổi quang phổ chiếu sáng trên cửa số mà huỳnh quang mang đến những điều kiện có lợi cho sự phát triển của cây trồng.

Timmermans đã tạo ra các loại cửa sổ ‘thông minh’ khác nhau có thể đáp ứng với nhiều điều kiện môi trường. Những loại cửa sổ này tự động chuyển đổi trạng thái ánh sáng đến cây trồng tùy vào điều kiện thời tiết cũng như ánh sáng bên ngoài. Ngoài ra, chúng có thể ứng dụng như một chiếc máy phát điện.

Hy vọng rằng, những thiết kế cửa sổ tự động của Timmermans sẽ nâng cao năng suất và chất lượng cho cây trồng cũng như giúp các nhà kính có thể tự tạo ra điện trong tương lai.

Duy Anh (Theo:techxplore.com)