Американские учёные изобрели покрытие, которое обеспечивает доступ инфракрасного излучения при низких температурах, но меняет свои свойства и начинает отражать его, как только воздух за окном прогревается до определённого значения.

Процесс, который происходит с оксидом ванадия (III), называется фазовым переходом. Именно это вещество наносится на оконное стекло нанослоем — и тогда смена термодинамических фаз осуществляется при температуре 32 ˚С. Дополнительное нанесение вольфрама или молибдена позволяет уменьшить температурную границу, выше которой покрытие начинает блокировать солнечное тепло.

Исследование проводит молодой химик из Университета Буффало Сарбаджит Банерджи. Он говорит, что именно нанотехнологии позволили приспособить оксид ванадия (III) для практического использования: если нанести это вещество толстым слоем, предотвращать доступ инфракрасного излучения оно сможет только тогда, когда температура достигнет 67 ˚С.

Рис. 1. Сарбаджит Банерджи на фоне сделанной с помощью электронного микроскопа фотографии своего чудо-покрытия (фото University at Buffalo).

Г-н Банерджи отмечает, что фазовый переход происходит под воздействием не одной лишь жары, но и электрического напряжения. Ранее он установил, что аналогичные свойства демонстрируют ещё два синтетических вещества — ванадаты (соли ванадиевых кислот) меди и калия.

Идеями учёного заинтересовалась Национальная лаборатория возобновляемой энергии (NREL) при американском Минэнерго, так что энергоэффективные окна вскоре могут появиться не только в лабораторной установке исследователя.

На этой странице можно посмотреть видеорассказ об изобретении.

Результаты исследований опубликованы в статье:

Luisa Whittaker, Christopher J. Patridge, and Sarbajit Banerjee Microscopic and Nanoscale Perspective of the Metal−Insulator Phase Transitions of VO2: Some New Twists to an Old Tale. – Journal of Physical Chemistry Letters. – 2011. – 2 (7). – pp. 745–758; DOI: 10.1021/jz101640n.