Розумні вікна, розроблені інженерами в Стенфордському університеті та описані в дослідженні, опублікованому в Інтернеті 9 серпня в журналі Joule, покладаються на зовсім інший принцип порівняно з існуючими альтернативами, відомими як динамічні вікна. Новий підхід використовує полімерний гель, що містить іони металів, нанесені поверх прозорого електрода. Коли напруга подається, іони металу наплавляють електроди, блокуючи всі довжини хвилі світла. Після того, як буде подано протилежну напругу, вікна повертаються назад до прозорих.
Новий підхід пропонує ряд переваг порівняно з існуючими технологіями електрохромних вікон, - сказав Майкл Макгі, професор матеріалознавства та техніки в Стенфордському університеті, який керував дослідженнями.
"Багато людей хотіли б динамічно підфарбовувати вікна, і я не думаю, що вони поспішають купувати наявні товари, частково, тому що це занадто дорого", - сказав Макгі в Live Science. "Наявні електрохромні вікна мають пару мікрон відносно дорогого електрохромного матеріалу. Процес відкладання цього матеріалу є досить дорогим".
Макгі додав, що процес, розроблений його командою, який передбачає впорскування полімерного розчину в скло, за своєю суттю менш дорогий і може прокласти шлях для більш широкого використання тонуючих вікон, особливо в будівництві.
Технологія, за словами Макгі, поки що використовується здебільшого в літаках та автомобілях. Наприклад, Boeing встановив тонування вікон у свій флагманський реактивний авіалайнер 787 Dreamliner. Деякі виробники розкішних автомобілів також використовують електрохромні матеріали для виготовлення дзеркал заднього огляду. Але з меншими витратами використання цього виду технології може ще більше розширитися, вважають дослідники.
"Їх можна використовувати у вікнах будь-яких будівель, будинків, великих комерційних будівель", - додав Макгі. "Ми розмовляли з автомобільними компаніями, і вони дуже зацікавлені мати її у люку або на задніх стеклах. Окуляри - це захоплююче додаток, особливо для людей, які весь час носять окуляри та потребують лінз за рецептом".
У будинках тонування вікон може допомогти зменшити витрати на опалення та охолодження до 20 відсотків, дозволяючи людям регулювати, скільки світла проникає в приміщення, сказав Макгі.
Окрім повністю прозорого або абсолютно темного режимів, вікна можна частково підфарбовувати, фільтруючи лише трохи світла, сказав Макгі. Люди всередині кімнати все одно змогли б чітко побачити зовні, як це було б у сонцезахисних окулярах.
"Ви можете заблокувати 90 відсотків світла, щоб зменшити відблиски, але ви можете бачити, що там", - сказав Макгі. "Це не так, як у вас жалюзі або в літаку - коли ви тягнете пластик вниз, то ваш погляд повністю пропаде".
Макгі сказав, що порівняно з попередніми технологіями нові динамічні вікна є більш міцними, завдяки використанню металу, який не руйнується через сонячного впливу. Під час експерименту дослідники вмикали та вимикали вікна щонайменше 5500 разів і не бачили змін у пропусканні світла.
Вікна також фільтрують всі довжини хвилі однаково, в тому числі синій, який попередні технології пускають ще рясніше, вважають дослідники.
"Деякі з інших вікон виглядають синіми, а люди всередині виглядають блакитними, оскільки вони пропускають більше синього світла, ніж інші довжини хвилі", - сказав Макгі.
Поки що дослідники побудували маломасштабні прототипи, які вимірюють 10 квадратних дюймів (25 квадратних сантиметрів), але сказав, що вони вже ведуть переговори з виробниками, що може допомогти їм розширити технологію.
