В Массачусетском институте совершенствуют самозатемняющиеся окна

Команда исследователей Массачусетского технологического института разработал новый способ создания окон, которые переключаются от прозрачных к светонепроницаемым, сохраняя энергию за счет блокировки солнечного света в жаркие дни и, следовательно, сокращении потребности в кондиционировании помещения.

Несмотря на то, что подобная технология существовала ранее, новое изобретение выигрывает за счет более быстрой смены между прозрачным и непрозрачным и более низкой энергозатратности.

В отличие от других материалов, новой системе требуется только электричество, чтобы переключиться обратно. При этом она может дольше удерживаться в одном состоянии почти без источника питания.

Материал, который используют ученые, это электрохром, который меняет цвет в ответ на подаваемое напряжение. Это сильно отличается от фотохромных материалов, таких, из которых сделаны стекла в некоторых солнечных очках и которые становятся темнее, когда солнце светит ярче. Такие материалы обычно меняют свой цвет очень медленно и не сильно кардинально.

Существовавшие до этого электрохромные материалы были подвержены тем же проблемам. Так, для того, чтобы затемнить стекло Boeing 787, сделанное из электрохрома, требуется несколько минут.

Изменения внутри материала происходят из-за движения электронов – электрического тока, – что дает всему окну негативный электрический заряд. Позитивно заряженные ионы перемещаются, чтобы восстановить баланс, создавая эффект затемнения. Но перемещение ионов происходит медленно, замедляя скорость всей реакции.

Ученые МИТа используют вместо обычного стекла, губчатую, металлоорганическую структуру, которая проводит и электроны, и ионы на высокой скорости. Такие соединения использовались уже на протяжении 20 лет, в частности из-за их способности удерживать газы внутри своей структуры, но ученые МИТ впервые обратили внимание на их электрические и оптические свойства.

Другая проблема – цвет не меняется радикально.

«Даже стекло Боинга 787 становится не совсем черным, а темно-зеленым», – рассказывает руководитель проекта, профессор химии Мирча Динка.

Исследовательская группа изобрела покрытие, которое, наконец, способно меняться от совершенно прозрачного до почти черного, путем смешивания двух комплементарных цветов – зеленого и красного. Затем такое покрытие наносится на стекло тонким слоем.

«Соединение этих двух компонентов – относительно быстрого переключения и почти черного цвета – действительно впечатляет», – подводит итог Динка.