Оконная рама с жидкостью, заключенной между слоями стекла, накапливает избыточное тепло днем и отдает его ночью, а в самую сильную жару пропускает меньше света в помещение.

Современные окна делают с воздушными камерами между слоями стекла. Это сильно повышает их теплоизоляционные свойства, сохраняя помещение прохладным летом и теплым — зимой. Сингапурские инженеры развивают такой подход дальше и работают над конструкцией рамы, камеры которой заполнены жидким раствором. Он еще заметнее снижает теплообмен, а под особенно яркими и жаркими лучами — и прозрачность окна. Об этом сообщается в статье, опубликованной в журнале Joule.

Полые камеры «умного окна», над которым работают Ван Шаньчэн (Wang Shancheng) и его коллеги из Наньянского технологического университета (NTU), заполнены смесью воды, гидрогеля и стабилизатора. Днем, под ярким солнечным светом, раствор поглощает часть его энергии, снижая затраты на охлаждение воздуха в помещении. Ночью жидкость остывает, отдавая накопленную энергию и, опять же, сокращает расходы на подогрев воздуха.

©Yang Zhou et al., 2020

Кроме того, при достаточно высокой температуре и яркости гидрогель загустевает и постепенно становится все менее прозрачным. Это дополнительно снижает нагрев помещения, хотя в результате вид за окном становится полностью неразличим: как ни странно, авторы проекта не считают это проблемой. Так или иначе, остыв, гидрогель снова делается прозрачным. Такая оконная рама заодно поглощает акустические вибрации, снижая уровень шума в помещении на 15 процентов сильнее, чем обычные двухкамерные окна.

Что до экономии энергии на кондиционирование воздуха, то, по оценкам инженеров, она может снизиться на величину до 45 процентов. По сообщению NTU, авторы уже проводят консультации с коммерческими производителями, которые могут быть заинтересованы в их разработке.