Ученые придумали «жидкие окна», которые позволяют регулировать естественный свет

Исследователи из Университета Торонто создали прототип окна площадью около 1 кв. м, состоящий из двух стеклопакетов, между которыми — три слоя каналов. Каждый из них содержит жидкости с разными оптическими свойствами, такие как вода, масло и спирт, которые можно закачивать и откачивать.

Такая система позволяет «настраивать» пропускание солнечного света — как его количество, так и распределение внутри помещения. На основе компьютерного моделирования команда выяснила, что это экономит на 40% больше энергии, чем «умные» окна, использующие токсичные полупроводниковые материалы, такие как оксид индия-олова.

Сейчас концепция находится на ранней стадии, но исследователи считают, что технология может быть запущена в течение пяти лет.

Как это работает

Система позволяет управлять разными параметрами по отдельности.

• Количество света: нужно ввести определенный объем технического углерода (представляет собой порошок черного цвета) в воду или спирт — это затемнит окно, не снижая его прозрачность.
• Количество тепла: можно использовать специальные пигменты, которые поглощают инфракрасное тепло, не давая ему проникать в помещение.
• Направление света: можно задействовать наночастицы разного диаметра, которые могут рассеивать свет так, чтобы он попадал в дальнюю часть комнаты.

В текущем прототипе исследователи перекачивали жидкости вручную. Однако в дальнейшем систему можно оптимизировать так, чтобы она ориентировалась на погодные условия.

Фото в тексте: Рафаэль Кей

Бенджамин Хаттон, профессор материаловедения и инженерии в Университете Торонто и соавтор исследования, утверждает, что самый эффективный вариант — когда окна общаются друг с другом, а само здание обучается с учетом солнечной активности и времен года

Жидкие окна могут служить и элементом декора: если использовать красящие пигменты, то помещение превратится в калейдоскоп. Каналы не будут видны невооруженным глазом, и потребуется лишь «активировать» каждый слой в зависимости от желаемого эффекта. По словам главного автора исследования Рафаэля Кея, окна не будут искажать вид с улицы, поскольку будут заполнены жидкостью с таким же показателем преломления, как у стекла.

Стоит отметить, что система не заменит обычные окна, а будет прикрепляться к их внутренней стороне. Ее дополнит небольшое насосное устройство, которое еще предстоит разработать.

Идея для окон позаимствована у природы: команда вдохновилась кальмарами, которые могут управлять светоотражающими свойствами своей кожи. 

Источник.

Фото на обложке: Рафаэль Кей