Инженеры Stanford University разработали «умные» динамические окна, которые могут переключаться с прозрачного состояния в непрозрачное или обратно за минуту и ​​не ухудшаться с течением времени.

Прототипы представляют собой пластины из проводящего стекла с металлическими ионами, которые перемещаются по поверхности, блокируя свет в ответ на электрический ток.

Недавно группа подала патент на эту работу, представленную 9 августа в журнале Joule, новом издании Cell Press для исследований в области энергетики и «зеленых технологий».

Использование динамических окон может снизить затраты на отопление/охлаждение или необходимость в жалюзи в домах, на предприятиях, в автомобилях и т.д., но, несмотря на то, что технология существует, она еще не успела завоевать популярность на рынке. «Умные» окна, которые уже продаются (например, используемые на авиалиниях) изготовлены из материалов, таких как оксид вольфрама, которые меняют цвет при зарядке электричеством. Но эти материалы, как правило, дорогие, имеют синий оттенок, время затемнения может составлять более 20 минут, а с течением времени они становятся менее прозрачными.

Прототип окна блокирует свет, используя движение меди и другого металла в растворе над листом прозрачного оксида индия-олова, модифицированного наночастицами платины.

Когда окна прозрачны, то они пропускают около 80 % окружающего естественного света, а в темном состоянии – до 5 %. Исследователи включили и выключили окна не менее 5500 раз и не увидели изменения в передаче света, что свидетельствует о долговечности конструкции.

Видео в реальном времени динамических окон размером 5 см x 5 см, переход от прозрачного к темному состоянию и обратно к прозрачному. Credit: Tyler Hernandez

Тем не менее, еще предстоит проделать дополнительную работу до коммерциализации проекта.

Исследователи говорят, что в настоящее время существует предел площади такого окна (исследование представлено на окнах 25 см2), но есть планы решения этой проблемы. Целью дальнейшей работы будет сокращение стоимости окон, чтобы она составляла не более половины стоимости динамических окон, уже находящихся на рынке.

«Мы взволнованы тем, что технология динамических окон имеет потенциал для оптимизации освещения в комнатах или транспортных средствах, экономя около 20% расходов на отопление и охлаждение и даже изменяя способ использования солнцезащитных очков», – говорят исследователи.

Источник:

Joule, Yue et al: «Dynamic Windows with Neutral Color, High Contrast, and Excellent Durability using Reversible Metal Electrodeposition» http://www.cell.com/…t/S2542-4351(17)30001–6 , DOI: 10.1016/j.joule.2017.06.001