Kính điện thông minh là một trong những phát minh tiêu biểu, cho phép người dùng điều chỉnh trạng thái kính từ trong suốt sang mờ đục chỉ bằng một nút bấm hoặc điều khiển từ xa. Loại kính này đã mở ra kỷ nguyên mới cho thiết kế nội thất và kiến trúc, giải quyết triệt để bài toán về sự riêng tư mà vẫn đảm bảo tính thẩm mỹ, hiện đại. Nhờ khả năng kiểm soát ánh sáng và sự riêng tư tức thời, kính điện thông minh đang dần thay thế rèm cửa truyền thống trong nhiều công trình cao cấp. Hãy cùng HTWindow tìm hiểu chi tiết hơn về loại kính đặc biệt này trong bài viết dưới đây. 

Kính điện thông minh là gì?

Kính điện thông minh là một loại kính đặc biệt có khả năng thay đổi độ trong suốt, chuyển từ trạng thái trong suốt hoàn toàn sang trạng thái mờ đục (opaque) khi có dòng điện chạy qua hoặc bị ngắt. Quá trình chuyển đổi này diễn ra gần như tức thì, mang lại khả năng kiểm soát ánh sáng và sự riêng tư tuyệt đối cho không gian.

Loại kính này thường được gọi bằng nhiều tên khác nhau như:

• Smart glass: Tên gọi chung cho các loại kính có khả năng thay đổi tính chất.
• Switchable glass: Nhấn mạnh khả năng chuyển đổi trạng thái bằng công tắc.
• PDLC glass (Polymer-Dispersed Liquid Crystal Glass): Tên gọi phổ biến nhất, dựa trên công nghệ cốt lõi của loại kính này.

Về cơ bản, kính điện thông minh không phải là một loại kính hoàn toàn mới, mà là sự kết hợp giữa kính dán an toàn và màng phim tinh thể lỏng PDLC nằm ở giữa. Nó đại diện cho sự giao thoa hoàn hảo giữa công nghệ điện tử và vật liệu xây dựng.

Cấu tạo của kính điện thông minh

Cấu tạo của kính điện thông minh được thiết kế để bảo vệ màng phim PDLC mỏng manh và đảm bảo tính an toàn cơ học cho người sử dụng.

• Hai lớp kính cơ sở: Thường là kính cường lực hoặc kính dán an toàn có độ dày tiêu chuẩn (5mm,6mm,8mm,…). Hai lớp kính này tạo nên cấu trúc nền tảng, đảm bảo độ bền và an toàn khi sử dụng.
• Màng phim tinh thể lỏng PDLC (polymer-dispersed liquid crystal film): Đây là thành phần cốt lõi của kính điện. Màng phim PDLC là một lớp vật liệu siêu mỏng, bao gồm hàng tỷ tinh thể lỏng phân tán ngẫu nhiên trong một ma trận polymer.
• Màng phim eva/pvb: Đây là lớp phim dán an toàn, được đặt ở cả hai mặt của màng PDLC, có nhiệm vụ liên kết màng PDLC với hai lớp kính cơ sở. Quá trình dán kính này được thực hiện trong môi trường chân không và nhiệt độ cao, đảm bảo kính đạt tiêu chuẩn an toàn kính dán an toàn (laminated glass).
• Lớp điện cực (ito coating): Đây là các lớp dẫn điện mỏng, trong suốt, được phủ trên màng phim PDLC. Chúng có nhiệm vụ truyền dòng điện từ bộ điều khiển đến các tinh thể lỏng.
• Hệ thống dây dẫn và biến áp: Các dây dẫn nhỏ được tích hợp kín đáo vào mép kính, kết nối với bộ nguồn và biến áp để chuyển đổi dòng điện xoay chiều (AC) thành điện áp thấp (thường là 48V hoặc 65V) cung cấp cho kính.

Tất cả các thành phần này được ép lại thành một khối thống nhất, tạo nên tấm kính an toàn, cách âm và có khả năng thay đổi trạng thái tức thì.

Nguyên lý hoạt động của kính điện thông minh

Nguyên lý hoạt động của kính điện thông minh dựa trên sự sắp xếp của các tinh thể lỏng bên trong màng PDLC khi có sự can thiệp của dòng điện.

Trạng thái mờ đục (off state – không có điện)

Khi hệ thống ngắt điện, các tinh thể lỏng bên trong màng PDLC sẽ nằm ở trạng thái phân tán ngẫu nhiên (random orientation). Khi ánh sáng (photon) chiếu vào, các tinh thể lỏng này sẽ phân tán và khúc xạ ánh sáng theo nhiều hướng khác nhau. Kết quả là ánh sáng bị chặn lại và phân tán, khiến kính trở nên mờ đục (milky white). Ở trạng thái này, kính vẫn cho phép một lượng ánh sáng đi qua (khoảng 50% ánh sáng), nhưng ngăn chặn tầm nhìn xuyên qua, đảm bảo sự riêng tư hoàn toàn.

Trạng thái trong suốt (on state – có điện)

Khi người dùng bật công tắc, một dòng điện AC có điện áp thấp (48V∼65V) được truyền qua lớp điện cực ITO. Dòng điện tạo ra một điện trường có định hướng. Điện trường này ngay lập tức làm cho các tinh thể lỏng xếp thẳng hàng theo một hướng cố định.

Khi các tinh thể lỏng xếp thẳng hàng, ánh sáng có thể đi qua chúng một cách trực tiếp mà không bị phân tán hay khúc xạ. Kết quả là kính chuyển sang trạng thái trong suốt hoàn toàn (90% ánh sáng nhìn thấy đi qua), khôi phục tầm nhìn tuyệt đối.

Quá trình chuyển đổi này diễn ra trong vòng chưa đầy một giây, mang lại khả năng kiểm soát không gian tức thời và dễ dàng.

Thông số kỹ thuật của kính điện thông minh

Khi đánh giá chất lượng và hiệu suất của kính điện thông minh, cần quan tâm đến các thông số kỹ thuật chính sau:

Ưu và nhược điểm của kính điện thông minh

Việc sử dụng kính điện thông minh mang lại những lợi ích đáng kể cho sự tiện nghi và thẩm mỹ, nhưng cũng đi kèm với một số hạn chế về chi phí và kỹ thuật. Ưu điểm và nhược điểm của kính điện thông minh cần được xem xét cẩn thận để đảm bảo sự phù hợp với yêu cầu của từng dự án.

Ưu điểm

Kính điện thông minh mang lại một loạt các lợi ích vượt trội, đáp ứng nhu cầu về sự tiện nghi và thẩm mỹ của kiến trúc hiện đại.

• Kiểm soát riêng tư tức thì: Khả năng chuyển đổi trạng thái mờ đục hoặc trong suốt chỉ trong tích tắc, mang lại sự linh hoạt tuyệt đối trong việc quản lý không gian riêng tư, thay thế hoàn toàn rèm cửa hoặc mành che.
• Kiểm soát ánh sáng và nhiệt: Kính điện giúp điều chỉnh lượng ánh sáng tự nhiên đi vào phòng. Ở trạng thái mờ, nó cản nhiệt và ánh sáng chói, giảm nhu cầu sử dụng rèm cửa, từ đó giảm chi phí làm mát và điện năng thắp sáng.
• Tăng tính thẩm mỹ và hiện đại: Loại bỏ sự lộn xộn của rèm cửa và mành che, mang lại vẻ ngoài gọn gàng, tinh tế và công nghệ cao cho mọi không gian, phù hợp với mọi phong cách kiến trúc hiện đại.
• An toàn và bền bỉ: Được sản xuất theo cấu trúc kính dán an toàn, kính điện không vỡ thành các mảnh sắc nhọn khi bị tác động mạnh. Đồng thời, lớp phim PDLC chặn gần 99% tia UV có hại, bảo vệ sức khỏe và nội thất.
• Vận hành dễ dàng: Có thể điều khiển qua công tắc tường, điều khiển từ xa, hoặc tích hợp vào hệ thống nhà thông minh (smarthome) qua wifi, ứng dụng điện thoại.

Nhược điểm

Bên cạnh những ưu điểm, kính điện thông minh cũng có những hạn chế nhất định cần được cân nhắc.

• Giá thành đầu tư cao: Chi phí cho kính điện thông minh cao hơn đáng kể so với kính cường lực thông thường và rèm cửa truyền thống, do công nghệ sản xuất phức tạp và vật liệu PDLC đặc thù.
• Độ mờ không hoàn hảo: Ở trạng thái mờ đục (off state), kính vẫn cho phép khoảng 50% ánh sáng đi qua và có màu trắng sữa hoặc hơi mờ, không hoàn toàn tối đen như rèm che. Tầm nhìn bị che khuất, nhưng hình bóng và ánh sáng vẫn hiện rõ.
• Yêu cầu lắp đặt chuyên biệt: Quá trình lắp đặt phức tạp hơn kính thông thường, đòi hỏi kỹ thuật viên phải kết nối hệ thống dây dẫn và biến áp an toàn, cần phải được thực hiện bởi đơn vị có kinh nghiệm.
• Phụ thuộc vào điện năng: Kính chỉ trong suốt khi có điện. Khi mất điện, kính sẽ tự động chuyển về trạng thái mờ đục (mặc định để đảm bảo riêng tư), có thể gây bất tiện nếu muốn nhìn ra ngoài.

Ứng dụng của kính điện thông minh

Với các tính năng vượt trội, kính điện thông minh được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực:

• Văn phòng, phòng họp: Giúp thay thế rèm che truyền thống, tạo không gian mở khi cần và riêng tư khi họp kín.
• Nhà ở, biệt thự: Sử dụng làm vách ngăn phòng tắm, phòng ngủ hoặc cửa sổ, giúp không gian sang trọng và hiện đại.
• Khách sạn, resort: Mang lại trải nghiệm cao cấp cho khách hàng khi có thể điều chỉnh ánh sáng và tầm nhìn theo ý thích.
• Showroom, trung tâm thương mại: Làm vách trưng bày, kính quảng cáo có thể chiếu hình ảnh, video lên bề mặt.
• Bệnh viện, phòng thí nghiệm: Giúp kiểm soát tầm nhìn, tăng tính vệ sinh và an toàn.

Báo giá kính điện thông minh mới nhất

Chi phí đầu tư cho kính điện thông minh thường cao hơn các loại kính truyền thống do công nghệ phức tạp. Tuy nhiên, mức giá này đang ngày càng dễ tiếp cận hơn.

Giá của kính điện thông minh phụ thuộc vào nhiều yếu tố như kích thước, độ dày kính, loại kính sử dụng (kính cường lực, kính dán, kính hộp), phụ kiện và yêu cầu thi công. Dưới đây là bảng giá tham khảo của HTWindow theo cập nhật mới nhất:

Lưu ý, đơn giá này chưa bao gồm chi phí lắp đặt, vận chuyển, chưa VAT 10% và chưa bao gồm khung kính, phụ kiện cửa kính. Để được báo giá chi tiết theo dự án của bạn, vui lòng liên hệ với đơn vị thi công để được tư vấn thêm. 

Tổng hợp các mẫu kính điện thông minh phổ biến

Công nghệ kính điện thông minh không chỉ dừng lại ở kính dán (laminated smart glass) mà đã được mở rộng để phù hợp với nhiều yêu cầu kiến trúc khác nhau.

Các mẫu kính điện thông minh phổ biến nhất hiện nay bao gồm:

• Kính điện dán an toàn (standard laminated smart glass): Đây là mẫu cơ bản và phổ biến nhất, đảm bảo tính an toàn kính dán và chức năng chuyển đổi tức thì. Thường được sử dụng làm vách ngăn, cửa ra vào.

• Kính điện cường lực (tempered smart glass): Kính cơ sở là kính cường lực, sau đó được dán màng PDLC. Loại này có khả năng chịu lực va đập vượt trội, lý tưởng cho các khu vực công cộng hoặc cửa đi chịu tác động mạnh.

• Kính hộp điện thông minh (insulated smart glass unit – igU): Kính điện được sử dụng như một tấm trong cấu trúc kính hộp (ví dụ: Kính cường lực + Lớp khí trơ + Kính điện). Mẫu này được thiết kế để tối ưu hóa khả năng cách âm và cách nhiệt, thường được dùng cho mặt dựng, cửa sổ ngoài trời của các tòa nhà cao cấp.

• Kính điện màu sắc (color smart glass): Sử dụng các màng PDLC có màu sắc khác nhau (xám, xanh dương) thay vì màu trắng sữa truyền thống, mang lại hiệu ứng thẩm mỹ độc đáo khi ở trạng thái mờ đục.

Kính điện thông minh là một vật liệu đột phá, thể hiện sự kết hợp hoàn hảo giữa công nghệ và kiến trúc, mang lại sự tiện nghi, linh hoạt và đẳng cấp cho mọi không gian. Từ phòng họp hiện đại đến vách ngăn phòng tắm sang trọng, kính điện thông minh đã chứng minh được vai trò không thể thay thế trong việc quản lý ánh sáng và sự riêng tư tức thời. Với kinh nghiệm triển khai các giải pháp công nghệ cao, HTWindow tự tin là đối tác uy tín, cung cấp và thi công các sản phẩm kính điện thông minh chất lượng hàng đầu, giúp bạn kiến tạo nên những không gian sống và làm việc thông minh, tối ưu và bền vững.