«Умные окна» отечественного производства станут реальностью
Группа учёных из МГУ им. М.В. Ломоносова вплотную приблизилась к изобретению «умного окна», позволяющего с помощью совершенно иного принципа действия регулировать степень проницаемости стекла и быстро менять цвет, получившего название электрохромное окно.
Электрохромное окно
Само по себе электрохромное стекло уже давно не являются новинкой, но поистине инновационным решением в разработке отечественных ученых стало применение для «умного окна» особого рабочего вещества, повышающего контрастность конечного продукта.
Инновационное электрохромное устройство, разработанное под руководством академика Алексея Хохлова, позволяет управлять цветом и светопропусканием за счёт подачи внешнего напряжения. Помимо этого, электрохромные окна могут применяться для снижения нагревания помещений под воздействием прямого солнечного света, что очень актуально для жарких климатических зон. Еще одним нюансом новинки является: если не подавать ток на стекло, то оно сохраняет базовую нейтральную окраску.
"Умные окна"
«Умные окна», МГУ им. М.В. Ломоносова В основу прототипа отечественного «умного окна» положены электрохромные стёкла по специальной технологии, способные менять цвет под воздействием электрического поля, позволяя гибко контролировать степень окраски. В электрохромных материалах за счёт приложения внешнего напряжения (в данном случае около 2 В) начинают протекать окислительно-восстановительные реакции, что приводит к изменению положения электронных уровней.
После приложения лишь небольшого напряжения «умное окно» из прозрачного постепенно становится синим. Это стало возможным благодаря синтезированному в ИНЭОС РАН проводящего электрохромного поливиологена, который является в этом устройстве основным рабочим веществом. Повышению контрастности и соблюдению электронейтральности после процесса окисления/восстановления способствовало применение низкомолекулярного проводящего димера анилина. Тщательно подобранные вспомогательные компоненты электрохромной смеси (электролит, загуститель и прочие) также существенно повлияли на получение хороших рабочих характеристик «умного окна».
В рамках эксперимента, устройство, которое состоит из двух проводящих стекол с электрохромной смесью, закаченной между ними, после подачи напряжения менее чем за секунду обратимо меняло свой цвет, сохраняя свои свойства после 10 тысяч подобных переключений.
Путём изменения химической структуры электрохромных веществ, реально производить «умные окна», способные переключаться между несколькими цветами.
В настоящее время отечественные исследователи сосредоточены на улучшении надёжности базовых характеристик своей разработки, поскольку инновационную технологию вполне реально совмещать с другими активно внедряемыми сегодня на рынке энергосберегающими технологиями для окон.
По словам Алексея Хохлова, электрохромные стёкла и энергосберегающие окна не противоречат одно другому. Производятся окна из теплоизолирующих материалов для холодного времени, а потом добавляется слой электрохромного материала к этим же стёклам, превращая их в материал для летнего времени. Элемент регулирования включается за счёт небольшого электрического поля, поэтому разные подходы вполне возможно совместить.
«Умные окна», МГУ им. М.В. Ломоносова
По тематике электрохромных окон учёные МГУ им. М.В. Ломоносова некоторое время работали при участии корейской компании LG Chem. Были получены интересные результаты, накоплен полезный опыт. Позже сотрудничество с LG перетекло в другое русло, но отечественные учёные, разглядев перспективность этого направления, решили продолжить работу. Появление новых идей и собственных разработок, связанных с синтезом электрохромных полимерных соединений, способствовало решению возобновить исследования.
Учёные не сомневаются, что полученные материалы могут быть интересны промышленности окон и дверей, в том числе и небольшим компаниям. Вероятно, этому в немалой степени будет способствовать заинтересованность государства, заключившего контракт с МГУ.
Если подобные оптические технологии оправдают на практике чаяния учёных, то смогут найти применение в энергосберегающих проектах, требующих гибкого контроля освещённости.
«Умные окна», МГУ им. М.В. Ломоносова
Благодаря инновационным «умным окнам» реально не только в новом цвете увидеть окружающий мир, но и защититься от палящего летнего солнца и согреться в трескучий мороз.
Разработчики электрохромного окна надеются, что их проект не будет позиционироваться в качестве очередного фантастического хай-тека отечественного разлива, а наконец-то, поможет шагнуть более решительно от сталинских батарей к передовым энергосберегающим технологиям, которые в настоящее время многие российские потребители расценивают, как далёкие и нереальные.
Приблизить рынок к эре «умных окон» стремятся учёные многих отечественных и зарубежных научно-исследовательских институтов. Остаётся ждать, что их упорство увенчается успехом и пользователь получит фантастическую технологию по реалистичным ценам в ближайшее время.
Источник :
Обратная связь Автору
