يواجه العالم اليوم خطراً يهدد بنضوب الطاقة، ونقلاً عن مركز أبحاث الطاقة الأمريكية فإنه خلال العشرين السنة القادمة سيزيد استهلاك الطاقة بمعدل 45% من الكهرباء و 62% من الغاز الطبيعي و 33% من النفط وعليه فإن كمية الطاقة المتوفرة لن تصبح كافية لسد احتياجات المستهلك خلال العقدين التاليين فضلاً عن ارتفاع أسعار الكهرباء والغاز التي يجب على المستهلك سدادها للحصول على هذه الخدمات.
ولهذا تقوم بعض الدول جاهدة لتوفير مصادر أخرى للطاقة من جهة ومن جهة أخرى تجري العديد من الأبحاث والدراسات التي من شأنها تقديم سبلاً لترشيد الطاقة والحد من تبديدها قدر الإمكان.
وقد وجد أنه حوالي 2% من الطاقة تبدد عن طريق نوافذ المنازل أو المباني بشكل عام، حيث أنها تنفذ أشعة الشمس شديدة الحرارة إلى داخل المبنى مما يجعل أجهزة التكييف تعمل باستمرار لتلطيف الجو وهذا يعني استهلاك أكبر للكهرباء. ومن هنا أتى التفكير في استخدام تقنية تعرف بـ:
النوافذ الذكية SMART WINDOWS
تعمل هذه النوافذ على حجب أشعة الشمس في أوقات والسماح لها بالنفاذ في أوقات أخرى بواسطة مفتاح كهربي أو ريموت كنترول.
وهناك العديد من المواد التي تصنع منها هذا النوافذ ومنها البلورات السائلة Liquid Crystals التي قد تكون رأيتها في الساعات الرقمية وشاشات الكمبيوتر المحمول والآلة الحاسبة.
لماذا البلورات السائلة بالتحديد؟
تتميز جزيئات هذه المواد بأن ليس لها اتجاهات ثابتة أو ترتيب معين بل عشوائية ولكنها قد تترتب في اتجاهات محددة استجابة لمؤثر خارجي كالحرارة أو التيار الكهربي.
ففي حالة عدم مرور التيار الكهربائي تأخذ الجزيئات ترتيبا عشوائيا يمنع نفاذ الضوء خلال المادة، وعند تسليط التيار تترتب الجزئيات بشكل متوازي مما يسمح بمرور الضوء خلالها. ويمكن القول بأن البلورات السائلة تعمل كصمام ضوئي يمكن التحم به
وهكذا يظهر زجاج هذه النوافذ:
جيد أن نعرف مثل هذه التطبيقات الفيزيائية في حياتنا اليومية ولكن الأهم من ذلك هو أن نفهم الخصائص الفيزيائية للبلورات السائلة وماذا يميزها عن بقية حالات المادة؟ ولماذا سميت بذلك؟ ماهو سر التناقض في اسمها بلورات "crystals" وسائلة "liquid" كيف هذا؟
__________________