Одно нажатие на кнопку и салон автомобиля оказывается в полумраке. Стекла становятся непроницаемыми для света, как будто опустили невидимые шторы. Еще один щелчок и в машине снова светло. Совсем недавно увидеть такие окна в действии можно было только в лабораториях. А теперь автопроизводители оснащают ими свои последние модели.

Регулировать прозрачность стекол позволяет специальный слой, изменяющий оптические свойства под действием тока. Эта разработка — всего лишь один пример применения функциональных покрытий.

В последние годы производители научились придавать привычному стеклу абсолютно новые свойства, нанося на него тончайшие слои органических и неорганических веществ.

С помощью «умных» покрытий можно управлять не только потоком видимого света, но и невидимым глазу тепловым излучением. Именно на этом принципе основано производство энергосберегающего стекла — совершенно прозрачного при этом не пропускающего тепло.

Первые энергосберегающие покрытия для стекла были получены еще в середине прошлого века на основе тонких оксидных пленок. Но это были лабораторные образцы — неустойчивые, дорогие и недостаточно эффективные.

Чтобы пройти путь от идеи до практического применения инженерам потребовались десятки лет. Зато теперь энергосберегающие стекла демонстрируют впечатляющие результаты.

Применение современных образцов энергосберегающего стекла в окнах жилых и промышленных помещений позволяет существенно снизить теплопотери (до 70%) в холодное время года. Ничего удивительного — значительная часть тепла покидает здания в виде излучения именно через оконные стекла.

В жару энергосберегающие окна тоже не бесполезны — они предохраняют помещения от перегрева на солнце.

Установка стеклопакетов с энергосберегающим стеклом позволяет экономить круглый год — на отоплении зимой и на кондиционировании летом. При этом такие окна дороже стандартных решений всего на 10%.

Естественно, что популярность энергоэффективного материала высока. В Европе энергосберегающими стеклами оснащается более 90% всех производимых стеклопакетов. В России этот показатель скромнее — порядка 15%. Нет сомнений в том, что в ближайшие годы он будет расти.

Сделать перспективный материал доступнее поможет совместный проект РОСНАНО и группы компаний NSG (представленной на российском рынке брендом Pilkington) — мирового лидера в производстве энергосберегающего стекла. В рамках проекта в России будет построен современный завод по выпуску стекла с функциональным покрытием.

В основу производства лягут уникальные методы нанесения на стекло тончайших (от 25 до 500 нм) энергосберегающих слоев оксидов олова и кремния. Производительность нового завода составит 100 тыс. тонн энергосберегающего стекла в год.

Технологии предприятия позволят наносить на стекла и другие виды функциональных покрытий. Например — самоочищающиеся. Такие покрытия самостоятельно разрушают органические загрязнители. Химические реакции на поверхности стекла проходят под действием солнечного света. А оставшиеся после этого продукты распада легко смывает обычный дождь.

Рис. 1.

Такие полезные свойства как энергоэффективность и способность к самоочищению вполне могут сочетаться и в одном изделии. Существующие технологии позволяют наносить на стекло сразу несколько функциональных покрытий в необходимых комбинациях. При этом количество доступных производителям вариантов и свойств будет с каждым годом только расти.

Как вам, например, возможность заставить обычное стекло вырабатывать электрический ток? Это не фантастика — над соответствующим функциональным покрытием сейчас работают специалисты из университета Лейстера. Окна c таким стеклом внешне ничем не отличаются от обычных, но при этом позволяют превратить целое здание в огромную солнечную батарею.

Вот еще один пример. Инженеры сразу двух крупных компаний — General Motors и Samsung разрабатывают технологию, способную перевернуть наше представление об окнах. Речь идет о возможности производить стекло, работающее как цветной дисплей. В будущем подобные материалы позволят не только выводить прямо на окна цветные изображения и видео, но и взаимодействовать с этими элементами, просто прикасаясь к стеклу.

Автор: Дмитрий Лисенков.