Окна из гидрогелевого стекла пропускают больше света и меньше тепла

После того, как летом в этом году в мире было так душно, многие люди думают о лучших способах охлаждения зданий. Исследователи из Китая украсили скромное окно гидрогелевым стеклом, материалом, который может выборочно блокировать солнечное тепло, не блокируя свет.

Обычное стекло предназначено для того, чтобы пропускать видимый свет и освещать комнату, но его взаимодействие с инфракрасным светом, ощущаемым как тепло, менее желательно. Стекло пропускает ближнее инфракрасное излучение солнечного света, в то же время предотвращая выход среднего инфракрасного света из комнаты, который нагревает здание. Летом удушающая жара заставит людей чаще включать кондиционер, что приводит к большему потреблению энергии.

Чтобы попытаться решить эту проблему, ученые из Уханьского университета экспериментировали с новыми материалами для окон, которые по-разному взаимодействуют со светом. Гидрогелевое покрытие толщиной всего несколько миллиметров на стекле было разработано, чтобы отражать больше ближнего инфракрасного света снаружи и позволять большему количеству среднего инфракрасного света выходить изнутри, оставаясь при этом столь же прозрачным для видимого света.

Идея состоит в том, что фотоны видимого света могут проникать в воду на глубину более 1 м (3,3 фута), в то время как фотоны в ближней инфракрасной части спектра могут проникать только на несколько миллиметров. Поскольку гидрогели в основном состоят из воды, это делает их полезным селективным барьером.

В ходе испытаний команда обнаружила, что гидрогелевое стекло излучает до 96% инфракрасного света прямо в космос, поскольку эти длины волн не блокируются атмосферой. Это помогло бы сохранить внутреннюю часть здания более прохладной, аналогично другим системам радиационного охлаждения . Между тем, обычное стекло излучает около 84%.

Важно отметить, что гидрогелевое стекло не выглядит тусклее обычного стекла — на самом деле оно пропускает немного больше света. В зависимости от толщины слоя гидрогеля окно пропускало в помещение до 92,8% видимого света по сравнению с 92,3% для обычного стекла.

Команда говорит, что этот материал может помочь снизить потребление энергии для охлаждения, что принесет пользу как окружающей среде, так и кошельку пользователя. Гидрогели также распространены и недороги, поэтому должны быть относительно просты в развертывании, что может дать им преимущество перед другими, более сложными умными окнами .

Исследование было опубликовано в журнале Frontiers of Optoelectronics.

Будьте в курсе в удобном формате, присоединяйтесь: TG-канал и ВК

Бесплатная служба распространения новостей для научных организаций и стартапов

hello@technovery.com