Окна и по сей день являются важной и неотъемлемой частью строительных технологий. Помимо архитектурной эстетики, оконные конструкции несут в себе и защитные функции, ведь не секрет, что экологичность и энергоэффективность здания частично зависит от того, насколько хорошо окна могут защищать от ветра, осадков, холода и жары, а также регулировать освещенность внутреннего пространства. Поэтому не удивительно стремление ученых и производителей сделать окна “умнее”, с возможностью адаптации и настройки их характеристик под изменяющиеся потребности.
Не является первопроходцем в этой области и Шу Янг, профессор из пенсильванской Школы инженерии и прикладных наук, но он предпринял кардинально новый и в то же время очень простой подход к созданию “умного” окна. Путем вкрапления в прозрачный силиконовый лист наноскопических стеклянных шариков он и его коллеги разработали новый материал, который из прозрачного становится непрозрачным при растягивании.
Такой материал, зажатый между двумя оконными стеклами, может растягиваться с помощью двигателя или, установленный на обычное окно в виде рулонных жалюзи, растягиваться вручную.
Поскольку коэффициент отражения стеклянных шариков соответствует аналогичным показателям силиконового листа, находящегося в покое, смарт-стекло кажется совершенно прозрачным. При растягивании вокруг шариков создаются воздушные карманы. Воздух имеет отличный от стекла коэффициент отражения, поэтому шарики “проявляются” и материал становится непрозрачным.
По словам ученых, разработанная ими технология позволяет вкрапливать шарики в силикон с использованием трафаретов, что повышает эстетическую ценность смарт-стекла в целом, а также позволяет более гибко регулировать степень непрозрачности при растягивании и блокировку нужных длин волн света (ультрафиолетовых или инфракрасных лучей). Исследователи также подчеркивают, что данный материал не поглощает солнечные лучи, а отражает их, обеспечивая дополнительную защиту окон от перегрева.
В отличие от других технологий смарт-окна, в которых предполагается использование электро-чувствительных химических веществ, медленно меняющих цвет под действием силового поля, новая технология позволяет менять цвет окна практически мгновенно, используя лишь эффект преломления света в различных по структуре материалах.
В дальнейшем Шу Янг и его команда планируют сделать свою технологию смарт-окна коммерчески доступной. («Взавтра.нет»/Строительство в Украине и мире)