Японцы снова жгут. Они всегда жгут на самом деле 🙂 но здесь, на оконном сайте мы говорим про окна и японские физики жгут именно в этой отрасли! Учёные ребята из Института физико-химических исследований (RIKEN) создали ещё одно «умное» ванадиевое стекло, способное переключением тумблера становиться прозрачным или непрозрачным для инфракрасных лучей, а чисто визуально сохранять абсолютную прозрачность! Новость была опубликована в одном из недавних еженедельных номеров журнала Applied Physics Letters.
Vanadium dioxide «smart glass» can be activated to block infrared light while remaining transparent to visible light (источник)
Ванадиум Диоксид способен меняться от проводника к изолятору
Проще говоря, у окна появляется возможность включать или выключать режим энергосбережения щелчком пальцев тумблера!

Как это работает?

Для подобной разработки, было использовано уже известное свойство двуокиси ванадия VO2 менять свою инфракрасную прозрачность в зависимости от температуры. Когда температура ниже 30 градусов Цельсия, стекло из этого материала свободно пропускает инфракрасные лучи, а при температуре выше 60 градусов полностью их отражает. Это связано с изменениями в кристаллической структуре двуокиси ванадия, которые меняют её от проводника до изолятора, в зависимости от температуры. Однако, вся фишка в том, что такие структурные изменения можно получить не перепадом температур, а простым приложением напряжения.

Потратить энергию, чтобы сохранить её?

На самом деле, попытки воспользоваться этим свойством ванадиевого стекла и переключать степень прозрачности к инфракрасным лучам ученые во всём пытаются уже давно, но очевидным препятствием здесь становилось слишком высокое напряжение, необходимое для достижения эффекта. Физики из RIKEN под чутким руководством проф. Масаки Накано, нашли решение, изготовив своеобразную версию полевого транзистора. It is smart!
Транзистором это устройство можно назвать только потому, что оно делает то же самое, что и нормальный транзистор: с помощью маленьких напряжений управляет большими. «База», «эмиттер» и «коллектор» этого устройства покрыты тонкой пленкой ионной жидкости, содержащей положительно и отрицательно заряженные молекулы. Когда рубильник включен и на контакты подается напряжение, положительные молекулы собираются вместе, образуя слой нанометровой толщины и очень высокое напряжение в том районе, которое тут же превращает двуокись ванадия из проводника в изолятор и одновременно перестает пропускать инфракрасный свет. Эта система позволяет, подняв напряжение с 1 до 3 вольт, сделать то же самое, что и смена температуры с 30 до 77 градусов Цельсия.
Таким образом, всего 3 вольта успешно справляются с задачей изменения структуры умного стекла!
Как говорит профессор (Накано), такой транзисторный метод позволит ставить «умные окна» в автомобилях, самолетах и в зданиях, особенно на юге, где они будут выполнять роль совершенно прозрачных штор, защищающих интерьеры и их обитателей от чрезмерно жаркого солнца.
Хотите читать больше на эту тему? Вам сюда: Transistor made from vanadium dioxide could function as smart window for blocking infrared light (английский язык)
Сайт еженедельного журнала Эплайд Физикс Леттерс (США)

Это ещё не всё

Кстати, раньше мы рассказывали про то, как японцы моют окна магнитными щётками.


Удобная форма для связи с нами прямо отсюда:

Ваше имя (обязательно)

Ваш e-mail (обязательно)

Ваш телефон

Файл:

Сообщение