«Умное» стекло

Материал, который не пропускает теплоту и свет, может найти практическое применение в оконных стеклах в строительстве.

Компания Heliotrope Technologies, инкубатор стартапов в Лаборатории Беркли (Lawrence Berkeley National Laboratory) разработала относительно дешевый стеклонаполненный композиционный материал, который имеет свойство не пропускать  инфракрасное излучение, при котором выделяется как тепло, так и видимый свет. Здания, оборудованные таким стеклом, станут более энергоэффективными.

В компании сообщили, что образец данного материала будет выслан строительным компаниям “для оценки потенциала применения в коммерческих и жилых зданиях” Компания планирует произвести первую партию инновационного материала в течение ,ближайших трех лет.
Многие эксперты рассматривают инновационную технологию «умных» или «динамичных» окон – в которых применяется стекло, прозрачность которых можно регулировать по необходимости, выбирая режим теплоты (термохромное), света (фотохромное) или режим электричества (электрохромное) – как многообещающий способ контроля потребления электроэнергии для охлаждения или освещения зданий. National Renewable Energy Laboratory подсчитала, что широкое применение технологии снизит энергопотребление в США на 5%. Рынок умного стекла достаточно маленький и ограничивается узкими сферами применения например, в зеркалах заднего вида с возможностью затемнения автомобилей.

Две компании, View и Sage Electrochromics, начали активно работать в зарождающейся сфере. Последняя была выкуплена главным производителем стекла – компанией Saint-Gobain. Delia Milliron соучредитель компании Heliotrope, главный научный сотрудник компании и лаборатории LBNL утверждает, что продукты первого поколения этих компаний большей частью снижают видимый свет, и небольшое отклонение их способности блокировать прохождение инфракрасного излучения, приведет одновременно к блокированию видимого света.
Milliron group из LBNL в прошлом месяце была опубликована статья в журнале Nature, где было представлено описание нового стеклонаполненного композиционного материала, который будучи прозрачным, не пропускает инфракрасное излучение – это было первая демонстрация стекла, которое позволило получить независимый контроль за пропусканием видимого света и инфракрасного излучения. Материал может работать в тех режимах – он может быть полностью прозрачный, прозрачный, но не пропускающий инфракрасное излучение, и не пропускающий как видимый свет, так и инфракрасное излучение – в зависимости от применяемого напряжения.
Электрохромное окно работает как прозрачная зарядная батарея. Две части проводящего стела формируют сэндвич-структуру с электролитом посредине, изменения в прозрачности стекла происходят в ответ на зарядку и разрядку.

В проекте, представленном Milliron’s group,новый композиционный материал, который состоит из встроенных в стекло из оксида ниобия нанокристаллов на основе оксида индия и олова, расположен на одной стороне и действует как электролит. Небольшое напряжение заряжает нанокристаллы, что в свою очередь ведет к поглощению и блокированию инфракрасного излучения. Применение более сильное напряжения ведет к снижению электромеханических свойств стекла и оно тускнеет. В конечном итоге, очередная подача небольшого напряжения делает стекло снова прозрачным.
«Хотя компания Heliotrope не использует те же материалы, описанные в исследовании Milliron’s group, состав композиционных материалов «одинаковый», говорит соучредитель и президент компании Jason Holt.

Стоимость современных умных окон слишком высока, а срок окупаемости такой долгий, «что покупка умных окон благодаря их энергоэффективности на сегодняшний день еще является реальностью» говорит Eric Bloom, аналитик из Navigant Research, автор отчета о рынке умных окон. Фактически, в ближайшие годы компании Sage и View планируют увеличить производство умных окон. Стоимость будет снижаться, поэтому из перспективы энергосбережения, утверждает он «массовые продажи умных окон могут начаться через пять лет».
В настоящее время, компания Heliotrope нацелена на адаптацию технологии производства для изготовления прототипа, размеры которого будут измеряться в квадратных футах вместо квадратных дюймов. Если все пойдет согласно с планом, говорит Holt, в течение двух с половиной лет компания создаст компактные устройства, размер которых будет соответствовать окнам верхнего света.

Источник “MIT”

http://vrpb.net/smart-glass/