Главное
- Подробности
- Опубликовано 17.06.2025 11:04
Ученые ИАПУ ДВО РАН совместно с коллегами улучшили материал для «умных» окон
Российские ученые из Института автоматики и процессов управления ДВО РАН совместно с коллегами из Харбинского политехнического университета нашли простой и дешевый способ получения материала для умных окон. Такие окна смогут сами регулировать свет и тепло в помещении без дополнительных энергозатрат. Об этом RT сообщили в пресс-службе Российского научного фонда. Исследование поддержано фондом. Результаты опубликованы в The Journal of Physical Chemistry Letters.
Умные окна, или смарт-окна, — это окна, созданные с применением особых технологий, которые позволяют регулировать прохождение света и тепла через стекла. Здания с такими окнами обладают повышенной энергоэффективностью: смарт-окна помогают снизить температуру помещения в жару и сохранить тепло в холодную погоду. Технология все еще находится на стадии активной разработки, и инженеры ищут способы для создания смарт-окон из более эффективных и доступных материалов.
Диоксид ванадия является достаточно перспективным материалом для этой цели. Он обладает особыми оптическими свойствами и способен менять свою прозрачность в зависимости от температуры окружающей среды. Однако на практике диоксид ванадия пока не использовался, поскольку он недостаточно прозрачен для оконного стекла. Материал имеет зеленовато-жёлтый оттенок, из-за чего окна могут выглядеть не совсем эстетично.
Ученые из Владивостока и Китая нашли решение этой проблемы. Идея заключается в нанесении невидимой невооруженным глазом лазерной решетки на поверхность материала. Ученые обработали образец диоксида ванадия сверхкороткими лазерными импульсами, которые образовали на его поверхности «рисунок» в виде гребней и впадин.
В ходе исследования было подтверждено, что обработанные образцы стали гораздо прозрачнее, при этом сохранив чувствительность к внешним изменениям температуры. Выяснилось, что при +30 °С материал затемняется на 18%, при еще большем повышении температуры его прозрачность снижается ещё на 70%. В основном блокируется инфракрасное, то есть тепловое излучение. Таким образом умные окна из диоксида ванадия позволят снизить затраты на охлаждение помещений в жаркую погоду.
«Это открывает большие возможности для создания не только умных окон, но и высокочувствительных датчиков температуры оптических фильтров или экранов, которые нужны для защиты глаз или дорогостоящего оптического оборудования от мощного лазерного излучения. Такое есть, например, на некоторых производствах», — пояснил RT научный сотрудник лаборатории синхротронных методов изучения свойств новых функциональных наноматериалов оптоэлектроники, нанофотоники и тераностики Института автоматики и процессов управления ДВО РАН Дмитрий Павлов.