Электрохроматическое стекло способно под воздействием приложенного к нему электрического потенциала переключаться из прозрачного в непрозрачное для видимого света состояние. На базе такого стекла создают «умные окна», которые позволяют сократить затраты на освещение на 20 процентов и затраты на кондиционирование помещений на 25 процентов в пиковое время. Исследователи из Техасского университета в Остине нашли способ сделать электрохроматическое стекло еще лучше, разработанная ими наноструктура стекла позволяет этим стеклам на выбор включать или выключать прозрачность в диапазоне видимого света и в диапазоне инфракрасного (теплового) излучения. Следует заметить, что реализация подобной функции считалась полностью невозможной еще несколько лет назад.
Наноструктурированный материал электрохроматического стекла, разработанный техасскими учеными совместно с учеными из Национальной лаборатории имени Лоуренса в Беркли, позволяет включить блокирование до 90 процентов инфракрасного теплового излучения (near-infrared, NIR) и до 80 процентов света видимого диапазона. Переключение между этими двумя режимами происходит достаточно быстро, в течение нескольких минут, а не часов, как у других видов электрохроматических стекол.
«Созданный нами нанокомпозит представляет собой идеальный материал для создания двухдиапазонного электрохроматического материала» — рассказывает Делия Миллирон (Delia Milliron), профессор из Техасского университета, — «А этот материал, в свою очередь, является идеальным решением для создания «умных» окон и фасадных систем больших зданий».
Быстрое переключение электрохроматических свойств материала было достигнуто за счет создания глубоко проникающей в материал пористой сети из двух компонентов. Структура этой сети представляет собой сеть каналов, в которых происходят электронные и ионные изменения содержащегося в них материала.
Основу активного материала составляют нанокристаллы соединения, содержащего титан. При подаче на материал определенного электрического потенциала эти кристаллы занимают определенное положение, беспрепятственно пропуская свет видимого диапазона, полностью блокируя более длинноволновое инфракрасное излучение. Приложенный к стеклу потенциал иной величины активирует кристаллы второго композита и включает обратный режим работы электрохроматического стекла, когда оно блокирует видимый свет и пропускает инфракрасное излучение. Последний «теплый» режим работы особенно полезен зимой, когда надо блокировать яркий слепящий солнечный свет, пропуская внутрь здания как можно больше тепловой составляющей солнечного излучения.
«Мы полагаем, что наши материалы на основе нанокристаллов могут использоваться для создания «умных» окон различных типов» — рассказывает Делия Миллирон, — «Теперь нам осталось лишь найти состав для однокомпозитного материала, способного выполнять такие же функции, как и двухкомпозитный. Это позволит удешевить производство умных стекол и сделает их доступными широкому кругу потребителей».
Источник: