При постройке зданий все больший акцент делается на экологичность, так что нет ничего удивительного в том, что исследователи трудятся над разработкой “умных” окон. Одними из самых “умных” считаются окна, разработанные в Шанхайском Университете под началом доктора Яньфэнь Гао.
Они справляются с тройной задачей: обладают прозрачностью, регулируют колебания температуры и не требуют внешних источников питания для нормального функционирования. Целью команды исследователей было найти способ совместить обычное окно с энергогенерирующими возможностями солнечных панелей, которые обычно прозрачными не бывают. В идеале исследователи хотели разработать окно, которое меняло бы оптические свойства в соответствии с температурой, и которое бы делало это, не требуя дополнительных источников энергии.
Ответом стал оксид ванадия. Команда профессора Гао поместила тонкую пленку оксида ванадия между двух слоев поликарбонатных линз, используемых в изготовлении очков. При комнатной температуре поликарбонатные панели оставались прозрачными. Вообще, при температуре до 154 градусов по Фаренгейту (68 градусов Цельсия), панели позволяли теплу – инфракрасному излучению – проходить сквозь них.
Но когда температура повышалась выше этого значения, оксид ванадия приобретал металлический оттенок и начинал отражать инфракрасные волны, даже несмотря на то, что сами панели оставались прозрачными для человеческого глаза. Вдобавок к тому, что ванадий отражал световые волны, он также распределял какую-то часть излучения к боковым сторонам панели.
Туда группа ученых под началом профессора Гао и установила простую фотогальваническую ячейку, “смотрящую” с края панели в стекло. В ходе эксперимента, который проводила группа, секции “умного” стекла со стороной всего в несколько дюймов вырабатывали столько же энергии, сколько вырабатывает электрическая лампочка в 1,5 Вольт.
Такое окно, скорее всего, будет более дорогостоящим, чем простое стеклянное. Но Гао и его соавторы заметили в своих исследованиях, что жилые здания “съедают” от 30 до 40 процентов энергии, производимого человеческим телом, и все это уходит на обогрев, охлаждение или освещение. Так что “умные” окна могли бы значительно снизить этот процент. Исследование подробно описано в текущем выпуске журнала Scientific Reports.
