Новое оконное покрытие эффективно отражает тепло и пропускает видимый свет

Чаще всего прохладу в зданиях поддерживают с помощью кондиционера, но это приводит к тратам энергии. Пассивные материалы могут регулировать температуру внутри помещений почти так же эффективно, и теперь учёные из Южной Кореи разработали новое покрытие, которое делает стекло гораздо более холодным, оставляя его при этом прозрачным.

Окна отлично подходят для наполнения комнат естественным светом, но они также являются одним из основных порталов для температуры. Когда на улице холодно, около 30% внутреннего тепла может уходить через окна, а в жаркое время около 76% солнечного света, попадающего на окна, представляет собой проникающее внутрь тепло.

Вот почему так важно устранить этот пробел, в идеале — не испортив того, что делает окна привлекательными в первую очередь. Новое покрытие, созданное исследователями из POSTECH и Корейского университета, может помочь именно в этом. Исследование было опубликовано в журнале Advanced Functional Materials.

Команда разработала материал, который может отражать тепло и при этом пропускать видимый свет. Он состоит из трёх слоёв, которые выполняют разные функции. Самый верхний слой — полидиметилсилоксан (PDMS), который испускает дальнее инфракрасное излучение, а попросту — тепло. В центре находится тонкий слой серебра, который отражает большую часть остального солнечного спектра, но при этом он полон микроотверстий, чтобы пропускать видимый свет.

Третий слой — так называемое зеркало Брэгга, специально разработанное для отражения длин волн ближнего инфракрасного спектра, которые составляют большую часть тепла в солнечном свете. Оно состоит из чередующихся слоёв диоксида титана и фторида магния.

В ходе испытаний было установлено, что новый материал удерживает температуру поверхности стекла, из-за чего оно остаётся на 22,1 °C холоднее, чем стекло, покрытое только PDMS. Это один из самых больших эффектов охлаждения, которые мы наблюдали при использовании такого покрытия.

Есть надежда, что этот материал можно будет применять в окнах, чтобы сделать интерьеры зданий более холодными без ущерба для света и снизить нашу зависимость от систем отопления и охлаждения, которые могут потреблять электроэнергию.

«Эта технология готова к массовому производству и имеет значительный потенциал в архитектуре и экологии», — говорит профессор Джунсук Ро (Junsuk Rho), автор исследования. «Самое главное, что она эффективно рассеивает тепло и снижает потребление энергии, что делает её ключевой технологией для экологичного будущего».