Вікно складається з рідкої суміші води і гідрогелю, укладеної між шарів скла. Дослідження опубліковано в журналі Joule.
Цікаво Зі штучним інтелектом: винайшли валізу для незрячих людей – фото, як працює
Що відомо
Вчені розробили термочутливі полімери, що реагують на зміну температури. Нижня критична температура дорівнює 32 градусам Цельсія. Ця температура визначає перехід від гідрофільних до гідрофобних властивостей матеріалу. Нижче її полімер змішується з водою і розчин стає прозорим, а при нагріванні стає гідрофобним і віддає воду — візуально розчин мутніє і гірше пропускає сонячне світло.
Група вчених під керівництвом Ян Чжоу з Наньянського технологічного університету помітили, що вода може накопичувати тепло краще інших поширених будівельних матеріалів, таких як дерево, метал, бетон. Вони використали цю властивість, щоб спроектувати розумне вікно. Саме вікно – це суміш частинок полімеру (N-ізопропілакриламіду) і великої кількості води, які заливають між двох шарфів скла. Розчин виходить вільно текучим, тому не вимагає складних процедур нанесення.
Вікно працює завдяки двом механізмам: зміні прозорості та накопиченню тепла.
Розумне вікно в різний час доби і пору року, де жовтими стрілками позначено видиме світло, а червоними – тепло / Фото Yang Zhou et al
При невисокій температурі на вулиці вікно прозоре і пропускає світло. При нагріванні від сонячного світла запускається фазовий перехід полімеру і вікно мутніє, спочатку стає напівпрозорим, а потім світлонепроникним. Тепло від сонячного світла поглинається розчином.
Вчені провели тести, 100 разів нагріваючи вікно до 60 градусів Цельсія і охолоджуючи до 20 градусів. Дослідники порахували, що таке вікно прослужить 17,6 року — як мінімум на півтора роки довше, ніж інші розумні вікна.
Крім того, вікно з прошарком розчину товщиною в один сантиметр добре знижує рівень шуму. Індекс звукоізоляції у випробуваннях виявився вищим, ніж у подвійного склопакета.