Наноструктурированное стекло - технологии будущего

Умное стекло одна из новомодных новинок. Но способные фильтровать видимый свет стёкла постепенно уходят в небытие.

Разработанные учёными Техасского университета наноструктурированные стёкла позволяют фильтровать не только свет, но и тепло, что в корне меняет всё представление об этом материале.

На сегодняшний день активно проводятся разработки так называемых умных окон, которые при необходимости способны менять свои физические свойства. Первые прототипы подобных окон были способны переключаться между прозрачным и непрозрачным состояниями, что позволяет регулировать освещённость комнаты в разное время суток. Только это свойство даёт возможность на 20% снизить затраты на освещение и кондиционирование помещения. Но учёные из Техасского университета в Остине нашли способ сделать описанную технологию ещё более эффективной. Разработанные ими наноструктурированные материалы фильтруют не только ультрафиолетовое, но и инфракрасное тепловое излучение.

Ещё пару лет назад подобный функционал считался чем-то из разряда фантастики.

Принцип работы

Наноструктурированное стекло позволяет блокировать до 90% инфракрасного теплового излучения и до 80% видимого светового диапазона, так что в жаркие летние дни у вас просто отпадёт необходимость в шторах и кондиционерах. Причём переключение между тепловыми режимами происходит в течение нескольких минут, а не часов, как в случае с более ранними прототипами умных стёкол. Такая быстрая смена световых режимов стала возможной за счёт внедрения в структуру стекла пористой двухкомпонентной сети. Последняя складывается из множества каналов, заполненных титановыми нанокристаллами. При резком повышении светового и инфракрасного излучения ионные и электронные связи титанового наполнителя меняются, что и обеспечивает изменение зримых свойств самого стекла.

Рабочие режимы

Такое стекло может работать в «тёплом» и «холодном» режимах. Холодный режим предназначается для жаркого времени года и блокирует как световые, так и тепловые лучи, в то время как тёплый применяется зимой и убирает только слепящий солнечный свет, пропуская внутрь как можно больше инфракрасных составляющих.

Будущие цели

Ошибкой будет полагать, что учёные остановятся на достигнутом. В ближайшем будущем планируется разработка однокомпозитного материала с подобными свойствами. Использование единого наполнителя даст возможность в несколько раз снизить стоимость наноструктурированного окна, что позволит начать его массовое серийное производство.

Причём описанная выше технология может быть использована не только в бытовых целях. Меняющие свои физические свойства стёкла будут очень полезны при создании лабораторного и медицинского оборудования. Такая обработка стекла может снизить их стоимость в несколько раз.