Значительная часть энергии затрачивается на обогрев помещений зимой и их охлаждение летом. Можно себе представить, сколько средств удастся сэкономить, если этого больше не нужно будет делать. Делия Миллирон (Delia Milliron), химик и материаловед, и её коллеги из Национальной лаборатории имени Лоуренса в Беркли создали умное стекло, способное блокировать свет и тепло.
За поглощение тепла, которое на самом деле является инфракрасным излучением, отвечают нанокристаллы оксида индия и олова, распылённые на поверхность стекла. Когда обработанному таким образом стеклу сообщается электрический заряд, высвобождаются дополнительные электроны. Именно они и блокируют инфракрасное излучение.
Та же схема работает и в случае с поглощением видимого излучения, только на стекло наносятся наночастицы оксида ниобия.
Интересно, что обе эти функции могут выполняться как независимо друг от друга, так и одновременно. При этом наибольшей эффективности можно достичь только при совместном нанесении обоих видов наночастиц.
Если само по себе покрытие из оксида индия и олова блокирует до 35% процентов тепла, то вкупе с кристаллами ниобия эффективность повышается почти до 50%, к тому же, поглощается до 70% света. Одно нанесение покрытия способно выдержать до двух тысяч "включений" и "выключений".
Исследователи отмечают, что без электричества стекло будет пропускать оба вида излучения даже после нанесения покрытия. В лаборатории Миллирон и её коллеги подсоединяли материал к батарее, но как упростить этот процесс, ещё не придумали.
Разработкой заинтересовалась американская компания Heliotrope, специализирующаяся на "умных" окнах. Совместно с Миллирон и её командой они планируют довести технологию до состояния, пригодного для вывода нового продукта на рынок.
Главный вопрос на данный момент заключается в том, как снизить потенциальную стоимость. Дело в том, что индий очень дорог, и ему необходимо придумать достойную замену (некоторые эксперты поговаривают о том, что его вскоре не будет хватать даже для сенсорных дисплеев, не то что "умных" окон). Миллирон говорит, что она уже начала тесты с нанокристаллами оксида цинка. Этот элемент значительно дешевле и способен стать приемлемой альтернативой.
Во-вторых, необходимо понять, как создать удобное и компактное устройство, сообщающее электрический импульс стеклу после простого нажатия на кнопку.
О том, когда примерно "умное стекло" выведут на рынок, разработчики не сообщают. Им предстоит решить ещё массу вопросов, связанных с коммерциализацией продукта, и провести ряд дополнительных исследований и тестов.
Статья Миллирон и её коллег вышла в журнале Nature.
Также по теме:
Видео: Стекло наделили умом
"Город будущего". Умное стекло
Учёные создали наклеиваемую гибкую солнечную батарею
Японцы научились экономить на жаре
Представлен новый материал с регулируемой гладкостью
