Жарким летом, многие люди думают о способах охлаждения зданий. Исследователи в Китае оснастили обычное окно гидрогелевым стеклом, материалом, который может выборочно блокировать солнечное тепло, не блокируя его 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 жара заставляет людей чаще включать кондиционер, что приводит к большему потреблению энергии.
Чтобы 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, 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 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 он пропускал в помещение до 92,8% видимого света по сравнению с 92,3% для обычного стекла.
Команда проверила характеристики гидрогелевого стекла на моделях домов с толстыми изолированными стенами и одним большим окном. Датчики показали, что окна из гидрогелевого стекла снижают внутреннюю температуру до 3,5 ° C (6,3 ° F).
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 реализации, что может дать им преимущество перед другими, более сложными умными окнами.
