Вчені створили "розумне вікно"

Група фахівців із Національних лабораторій Лоуренс-Берклі у Каліфорнії запропонувала технологію створення "розумних вікон". Розроблене вченими покриття дозволяє за бажанням власника заблокувати або світло, яке проходить через вікно, або інфрачервоне випромінювання, причому тепловий і оптичний екрани працюють незалежно один від одного. Докладніше у статті на сторінках Nature, короткий переказ і деякі коментарі сторонніх експертів можна знайти на Nature News.

Розробка заснована на комбінації двох матеріалів. Для створення керованого світлопропускаючого (або світлопоглинаючого, залежно від режиму роботи) шару дослідники застосували суміш оксидів ніобію у вигляді наночастинок. Експерименти показали, що наночастинки з оксидів ніобію при поданні на плівку електричної напруги темніють і поглинають до 70% світла. Додавання ж наночастинок оксиду індію, матеріалу, який широко застосовується у рідкокристалічних дисплеях, дозволило аналогічним чином керувати прозорістю вікна для інфрачервоних променів, нехай і з дещо гіршим результатом: в режимі непрозорості матеріал затримує половину випромінювання.

Вчені підкреслюють, що незважаючи на схожий принцип роботи ІЧ- та оптичні екрани вимагають різного напруження для переходу в непрозорий стан. Тому керувати ними можна незалежно. Якщо на нову плівку подати невелику напругу, то вона спочатку почне блокувати тепло, оскільки оксид індію зазнає зміни раніше за оксиди ніобію. Підвищивши напругу, можна без шкоди для інфрачервоного екрану включити і оптичний екран, зробивши вікно ще й практично непрозорим для світла.

Скло, яке пропускає 30% світла, за прозорістю нагадує скло автомобілів, вкрите тонувальною плівкою. Причому на лобове скло таку плівку клеїти у Росії заборонено: за нормами лобове скло зобов'язане пропускати 70% світла. Через вікна, які пропускають 30% світла ще можна роздивитися пасажирів, однак для цього треба пильно вдивлятися - розробка вчених, таким чином, дозволяє перетворити будь-яке вікно на тоноване шляхом простого натискання кнопки.

Провідний автор дослідження, Делія Міллірон, має намір найближчим часом довести розробку до промислового виробництва за допомогою компанії Heliotrope в Окленді (Каліфорнія, США). Вона підкреслює, що плівка може отримуватися шляхом розпилення спеціального спрея по склу (в побутових або промислових умовах - не уточнюється), тому ніякі складні технології не потрібні. Інший експерт, не пов'язаний з роботою Міллірон і її колег, Брайн Коргель з університету Техасу, при цьому зауважує те, що "розумне вікно" вимагає окремого джерела живлення і це може суттєво підвищити вартість. Міллірон, з іншого боку, заявляє про обнадійливі результати досліджень щодо заміни дорого оксиду індію на наночастинки з оксиду цинку, ціна якого значно менша.

За оцінками міністерства енергетики США, близько 4% всієї електрики витрачається на обігрів або охолодження будинків через інфрачервоне випромінювання через вікна (в той або інший бік). Над удосконаленням вікон групи працюють багато вчених і інженерів, причому їхня діяльність не зводиться до підбору більш ефективних матеріалів для теплоізоляції. Нещодавно, влітку 2013 року, були винайдені прозорі сонячні батареї для вікон. Окрім того, розробляються і нові типи скла - щоправда, не тільки для вікон, бо висока прозорість потрібна і в оптоволоконних лініях зв'язку, і в лінзах для оптичних приладів. !zn

Читайте також:

Архіпелаг Токелау першим у світі повністю перейшов на енергію сонця

Американці створили першу у світі сонячну батарею-"наклейку"

Літак на сонячних батареях встановив новий рекорд дальності польоту