Ученые создали энергосберегающие окна с углеродными нанотрубками

Исследовательская группа Ливерморской национальной лаборатории имени Лоуренса (LLNL) разработала инновационную технологию «умных окон», способных регулировать пропускание ближнего инфракрасного излучения. Результаты исследования опубликованы в научном журнале Nano Letters.

Новая технология основана на вертикально ориентированных углеродных нанотрубках, выращенных непосредственно на стеклянной поверхности. Эти наноструктуры, толщина которых в тысячи раз меньше человеческого волоса, образуют микроскопический «лес» на стекле. При подаче определенного напряжения нанотрубки могут снижать пропускание инфракрасного света почти на 50%, блокируя нежелательное тепло от солнечного излучения.

Ключевое преимущество разработки заключается в способности нанотрубок сохранять заряд после перехода в блокирующее или прозрачное состояние. Это устраняет необходимость постоянного энергопотребления для поддержания выбранного режима, что существенно повышает энергоэффективность технологии.

Для создания этих «умных окон» ученые применили комплексный подход, сочетающий экспериментальное производство, точные измерения и компьютерное моделирование. Это позволило глубже понять физические процессы, происходящие на микроуровне, и оптимизировать оптические и электронные свойства вертикально ориентированных углеродных нанотрубок.

В настоящее время размер разработанных устройств составляет всего несколько миллиметров. Исследователи отмечают, что следующим важным этапом станет масштабирование технологии для практического применения в строительстве. Внедрение таких окон в жилых и коммерческих зданиях потенциально позволит значительно сократить затраты на отопление зимой и кондиционирование летом, учитывая, что около половины солнечной энергии приходится именно на невидимый инфракрасный спектр.

Источник: Phys.org