Регулируют свет и тепло: учёные нашли материал для умных окон

Российские учёные из Института автоматики и процессов управления ДВО РАН совместно с коллегами из Харбинского политехнического университета нашли простой и дешёвый способ получения материала для умных окон. Такие окна смогут сами регулировать свет и тепло в помещении без дополнительных энергозатрат. Об этом RT сообщили в пресс-службе Российского научного фонда. Исследование поддержано фондом. Результаты опубликованы в The Journal of Physical Chemistry Letters.

Умные окна, или смарт-окна, — это окна, созданные с применением особых технологий, которые позволяют регулировать прохождение света и тепла через стёкла. Здания с такими окнами обладают повышенной энергоэффективностью: смарт-окна помогают снизить температуру помещения в жару и сохранить тепло в холодную погоду. Технология всё ещё находится на стадии активной разработки, и инженеры ищут способы для создания смарт-окон из более эффективных и доступных материалов.

• Образец диоксида ванадия после лазерной обработки
• © Дмитрий Павлов

Также по теме

«Сэкономить время, удешевить процесс»: уральские учёные создали бактерицидный материал для спецодежды и медицины

Российские учёные из УрФУ изобрели новый способ получения бактерицидного нанокомпозита на основе оксида алюминия и серебра. Химики...

Диоксид ванадия является достаточно перспективным материалом для этой цели. Он обладает особыми оптическими свойствами и способен менять свою прозрачность в зависимости от температуры окружающей среды. Однако на практике диоксид ванадия пока не использовался, поскольку он недостаточно прозрачен для оконного стекла. Материал имеет зеленовато-жёлтый оттенок, из-за чего окна могут выглядеть не совсем эстетично.

Учёные из Владивостока и Китая нашли решение этой проблемы. Идея заключается в нанесении невидимой невооружённым глазом лазерной решётки на поверхность материала. Учёные обработали образец диоксида ванадия сверхкороткими лазерными импульсами, которые образовали на его поверхности «рисунок» в виде гребней и впадин.

В ходе исследования было подтверждено, что обработанные образцы стали гораздо прозрачнее, при этом сохранив чувствительность к внешним изменениям температуры. Выяснилось, что при +30 °С материал затемняется на 18%, при ещё большем повышении температуры его прозрачность снижается ещё на 70%. В основном блокируется инфракрасное, то есть тепловое излучение. Таким образом умные окна из диоксида ванадия позволят снизить затраты на охлаждение помещений в жаркую погоду.

• Gettyimages.ru
• © Cunaplus_M.Faba

«Это открывает большие возможности для создания не только умных окон, но и высокочувствительных датчиков температуры оптических фильтров или экранов, которые нужны для защиты глаз или дорогостоящего оптического оборудования от мощного лазерного излучения. Такое есть, например, на некоторых производствах», — пояснил RT научный сотрудник лаборатории синхротронных методов изучения свойств новых функциональных наноматериалов оптоэлектроники, нанофотоники и тераностики Института автоматики и процессов управления ДВО РАН Дмитрий Павлов.