ต่อเนื่องจากบทความในตอนที่แล้วได้อธิบายถึงกระจกอัจฉริยะประเภท กระจก Thermochromic, กระจก Photochromic และกระจก Suspended particle devices (SPD) (ดูเพิ่มเติมคลิกที่นี่) ในตอนนี้จะกล่าวในส่วนที่เหลือของกระจกอัจฉริยะประเภทต่าง ๆ โดยมีรายละเอียด ดังนี้
 
กระจก Liquid Crystals
เทคโนโลยีแบบนี้เราจะคุ้นเคยและรู้จักกันดี เกี่ยวข้องกับอุปกรณ์เครื่องมือเครื่องใช้ที่เราใช้กันอยู่ในชีวิตประจำวันก็ว่าได้ เช่น คอมพิวเตอร์โน้ตบุ๊ก เครื่องคิดเลข นาฬิกาดิจิตอล เตาไมโครเวฟ ฯลฯ ซึ่งในส่วนแสดงผลหรือจอมอนิเตอร์ส่วนมากก็จะเป็นจอแอลซีดี (LCD ย่อมาจาก Liquid Crystal Display) โดยใช้เทคโนโลยีคล้าย ๆ กันกับที่ใช้พัฒนากระจกอัจฉริยะแบบนี้ ซึ่งที่เรียกว่า Polymer Dispersed Liquid Crystals หรือ PDLC


// โครงสร้างกระจกแบบ Liquid Crystals (ที่มาภาพ : http://home.howstuffworks.com)
 

จากรูปแสดงโครงสร้างของกระจก Liquid Crystals ซึ่งประกอบด้วยกระจกประกบกันสองแผ่น โดยบริเวณส่วนด้านในทั้งสองจะปิดด้วยแผ่นฟิล์มโพลิเมอร์ (Interlayer film) ตามด้วยผลึกเหลวอย่ในรูปของแผ่นฟิล์มบาง ๆ (Liquid crystal film) และเคลือบด้วยสารตัวนำไฟฟ้า (Conductive coating) ส่วนบริเวณตรงกลางจะเป็นผลึกเหลว (Liquid crystal layer) ซึ่งทำหน้าที่เป็นตัวบังแสง โดยมีแหล่งจ่ายไฟตรงเป็นแหล่งพลังงานเพื่อควบคุมการปิดเปิดให้แสงผ่าน
 
การควบคุมปริมาณความเข้มหรือความสว่างของแสงให้ผ่านเข้ามาสู่ภายในตัวอาคารจะไม่สามารถควบคุมได้ แต่สามารถจะเลือกได้ว่าให้เป็นกระจกแบบใสหรือแบบโปร่งแสงเท่านั้น เมื่อจ่ายแรงดันจากแหล่งจ่ายไฟ การจัดเรียงตัวของผลึกเหลวก็จะเป็นเส้นตรงเปิดช่องได้กว้างทำให้แสงผ่านเข้ามาได้เช่นเดียวกับกระจกใส แต่ถ้าหยุดจ่ายแรงดันจะทำให้แสงไม่สามารถผ่านเข้ามาได้น้อยหรือไม่ได้เลย แต่จะมีความโปร่งแสงอยู่ ซึ่งความโปร่งแสงของกระจกนี้ขึ้นอยู่กับปริมาณผลึกเหลวว่าบรรจุเข้มข้นอยู่มากน้อยเพียงใด

เทคโนโลยีของกระจกแบบนี้ไม่ค่อยได้รับการพัฒนาอย่างต่อเนื่อง แต่จะเห็นได้ว่ามีการนำไปใช้งานตามสำนักงานและที่อยู่อาศัยที่มีโครงสร้างอาคารลักษณะหลังคาเป็นโดมขนาดใหญ่ที่ต้องการเฉพาะความโปร่งแสงหรือไม่ก็ให้แสงสามารถผ่านเข้ามาไม่ได้เลย


//การใช้งานกระจก Liquid Crystals (ที่มาภาพ : http://www.pulpstudio.com)


กระจก Electrochromic
กระจก Electrochromic จัดเป็นเทคโนโลยีที่มีความพิเศษหรืออัจฉริยะกว่าเทคโนโลยีกระจกที่ได้กล่าวมาแล้วก่อนหน้านี้คือ กระจกประเภทนี้สามารถดูดซับหรือสะท้อนสีของแสงบางแสงได้ ซึ่งขึ้นอยู่กับวัสดุที่เป็นออกไซด์ของโลหะเกิดปฏิกิริยาทางเคมีเมื่อได้รับพลังงานไฟฟ้า สีของแสงบางสีจึงถูกสะท้อนกลับหรือถูกดูดซับให้ผ่านออกมาหรือดูเหมือนว่ากระจกสามารถเปลี่ยนสีได้ โครงสร้างของกระจกแสดงดังรูป



//โครงสร้างแหละลักษณะการทำงานของกระจก Electrochromic
(ที่มาภาพ : http://home.howstuffworks.com และ http://www.nature.com)


จากรูปแสดงให้เห็นโครงสร้างของกระจกซึ่งประกอบไปด้วยกระจกสองแผ่นประกบกัน ผิวด้านในทั้งสองเคลือบด้วยสารตัวนำไฟฟ้า บริเวณตรงกลางเป็นสารอิเล็กทรอไลต์ หรือตัวส่งถ่ายประจุไฟฟ้าโดยด้านหนึ่งจากส่วนตรงกลางจะมีชั้นที่ใช้เก็บประจุไฟฟ้ากั้นอยู่กับตัวนำไฟฟ้า ส่วนอีกด้านจากส่วนตรงกลางมีวัตถุที่เป็นออกไซด์ของโลหะมาทำหน้าที่เป็นชั้นอิเล็กทรอโครมิกกั้นอยู่กับตัวนำไฟฟ้า

ลักษณะการทำงานจะตรงข้ามกับที่เคยได้กล่าวมาก่อนหน้าคือ กรณีที่ไม่มีการจ่ายแรงดันไฟฟ้า กระจกจะโปร่งแสงเนื่องจากไม่มีปฏิกิริยาทางเคมีที่จะส่งถ่ายหรือรับเอาประจุไฟฟ้าระหว่างกันของส่วนประกอบภายใน แสงจึงสามารถผ่านกระจกมาได้หมด แต่เมื่อมีการจ่ายแรงดันไฟฟ้าเข้าไป กระจกจะทึบแสงเนื่องจากมีปฏิกิริยาทางเคมีเกิดขึ้น โดยประจุไฟฟ้าทั้งบวกและลบจะเข้ามาอัดแน่นและเก็บไว้ที่ชั้นของอิเล็กทรอโครมิก จึงเสมือนเป็นตัวดูดซับแสงให้ผ่านออกไปหรือสะท้อนแสงบางสีให้กลับออกไป

ความทึบแสงมากหรือน้อย หรือสามารถดูดซับหรือสะท้อนแสงมากหรือน้อยนั้นขึ้นอยู่กับปริมาณแรงดันจากแหล่งจ่ายไฟที่จ่ายให้ การควบคุมแรงดันที่จ่ายก็เหมือนกับเทคโนโลยีกระจก Suspended particle devices หรือกระจก SPD ดังที่ได้กล่าวมาในตอนที่ 1
 
สุดท้าย กระจก Reflective Hydrides
เทคโนโลยีกระจก Reflective hydrides ก็จะใช้แผ่นฟิล์มบาง ๆ ที่ทำจากโลหะผสมระหว่างนิกเกิลกับแมกนีเซียมมาเคลือบแผ่นกระจก ส่วนการจะให้กระจกโปร่งแสงหรือทึบแสงเพื่อดูดซับหรือสะท้อนแสงได้นั้น สามารถเลือกใช้การควบคุมแรงดันที่จ่ายให้เหมือนกับเทคโนโลยีแบบอิเล็กทรอโครมิกหรือจะเลือกควบคุมด้วยการฉีดแก๊สไฮโดรเจนหรือออกซิเจนเข้าไปเหมือนกับเทคโนโลยีแบบแก๊สโครมิก เป็นต้น
 
ที่มา
[1] กรมพัฒนาพลังงานทดแทนและอนุรักษ์พลังงาน. เอกสารเผยแพร่ หมวดที่ 1: การออกแบบอาคารประหยัดพลังงาน (Passive design for buildings)
[2] Brian A. K. (2013). Materials science: Composite for smarter windows. Nature 500, 278–279
[3-4]  Kevin Bonsor. How Smart Windows Work.
( http://home.howstuffworks.com/home-improvement/construction/green/smart-window4.htm
and http://home.howstuffworks.com/home-improvement/construction/green/smart-window3.htm)