Химики нашли новый путь к умному стеклу

Корейские учёные испытали образец стекла, способный быстро переключаться от непрозрачного состояния к прозрачному и обратно. От предыдущих технологий управляемого затемнения новинку отличают потенциальная дешевизна и широта настройки.

Новое стекло переключается от непрозрачного состояния (снимок на врезке слева) к совершенно прозрачному (на снимке справа стекляшка в руках учёного почти не заметна). Пояснения к схеме — в тексте (иллюстрация Chang Hwan Lee et al.).

Так называемые умные окна, с произвольным изменением степени светопропускания способны снижать затраты энергии на кондиционирование в жару и на отопление в мороз. Но существующие системы, пишет PhysOrg.com, не идеальны: они дороги, снижают свою эффективность со временем и в их производстве нередко используются токсичные вещества.

Потому группа исследователей из сеульского университета Soongsil попробовала найти какое-то иное решение задачи. И она сумела подобрать химические компоненты, позволяющие перестраивать молекулярную плёнку на стеклянной подложке таким образом, чтобы она или пропускала почти весь свет, или практически весь задерживала.

В роли чувствительного покрытия выступил поли[2-(метакрилоилокси)этилтриметиламмоний хлорид-co-3-(триметоксилил)пропил метакрилат]. Образец стекла с таким соединением попеременно погружали в метаноловый раствор ионов тиоцианата (SCN–) или бис(трифлюорометан)сульфонимида (TFSI–).

В первом случае светопропускание образца (в широком спектре лучей) составило 90,9%, а во втором — 0% (смотрите схему под заголовком).

Столь резкий переход учёные объясняют молекулярной агрегацией полимерных цепей в растворе, создающей (в случае TFSI–) микропористую структуру на поверхности стекла, а при переходе к SCN– — убирающей эту помеху.

Конечно, перед нами ещё не готовая для промышленности технология, а лишь первые шаги к ней. Но может со временем оконные стёкла на такой основе заменят жидкокристаллические. (О своём опыте учёные рассказали в журнале ACS Nano.)