Керує системою опалення та видимістю: на що здатне розумне вікно

Вчені реалізували новий підхід до створення технології інтелектуальних вікон, здатних контролювати як видиме світло, так і інфрачервоне випромінювання. Про це пише Interesting Engineering.

Остання інновація в розробці інтелектуальних вікон об'єднує рідкі кристали з нанопористими мікрочастинками і структурованим шаром діоксиду ванадію (VO2) для одночасного управління видимим світлом та інфрачервоним випромінюванням, пропонуючи швидке й ефективне управління теплом і видимістю.

Традиційні технології інтелектуальних вікон були ефективні в управлінні як теплом, так і світлом, вони мають обмеження в одночасному управлінні як видимим світлом, так і інфрачервоним (ІЧ) випромінюванням. Нове дослідження представляє інноваційне рішення, яке обіцяє подолати ці проблеми, створивши більш ефективну та універсальну систему інтелектуальних вікон.

Дослідження включає додавання невеликої концентрації нанопористих мікрочастинок (НМП) до нематичних рідких кристалів (РК), унаслідок чого виходить тонкий пристрій, здатний швидко змінювати свою прозорість.

Для подальшого підвищення продуктивності команда інтегрувала в систему поверхню метаматеріалу діоксиду ванадію (VO2), створену з використанням ультракороткого імпульсного лазера для формування малюнка плівки VO2. Ця комбінація дає змогу пристрою контролювати як тепло, так і світло, регулюючи свою прозорість у відповідь на напругу або температуру.

Візерунчастий шар VO2 служить двом важливим цілям. Він допомагає вирівняти рідкі кристали таким чином, щоб поліпшити їхню функцію, і підвищує здатність вікна блокувати ІЧ-випромінювання.

Додавання НМП допомагає поліпшити швидкість відгуку пристрою, одночасно зменшуючи кількість необхідного матеріалу. Отримана інтелектуальна віконна система пропонує високошвидкісне, низькоенергетичне рішення для управління теплом і видимістю, що є значним кроком уперед у розробці технологій інтелектуальних вікон наступного покоління.

Гібридний пристрій, що поєднує наноструктурований VO2 з композитом LC (LC +2% NMP), пропонує низку переваг. Об'єднуючи ці матеріали, пристрій досягає подвійного управління, ефективно керуючи видимим та ІЧ-діапазонами.

За допомогою напруги видимість контролюється завдяки настроюваному розсіюванню через ефект NMP-LC, тоді як температуру контролює ІЧ, що передається через пристрій, через термохромні властивості VO2. Згідно з дослідженням, ця можливість підвищує енергоефективність і комфорт у приміщеннях.

Нещодавно ми писали, що вчені створили незвичайний прозорий пристрій. Нову технологію, зокрема, можна впровадити у вікна, дисплеї, фасади будівель і компоненти транспортних засобів, що збирають енергію.