Окна из гидрогелевого стекла пропускают больше света и меньше тепла

Автор: Елена
17.09.2022, 19:29

Ученые из Уханьского университета Китая разработали новый тип материала – гидрогелевое покрытие стекла, которое способно выборочно блокировать солнечное тепло, пропуская солнечный свет.

Экспериментируя с различными материалами, пропускающими свет, исследователи обнаружили, что гидрогелевое покрытие толщиной всего несколько миллиметров эффективнее отражает ближнюю часть инфракрасного спектра и лучше пропускает среднюю часть инфракрасного излучения изнутри наружу, оставаясь при этом достаточно прозрачным для видимого света.

Исследование основано на том, что фотоны видимого света могут проникать в воду на глубину более 1 м, в то время как фотоны в ближнем ИК-диапазоне проникают 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 в космос, поскольку эти длины волн не блокируются атмосферой, что позволило бы снизить температуру внутри здания без использования других систем радиационного охлаждения. Для сравнения, обычное стекло отражает около 84% инфракрасного света.

Ученые также отмечают, что в зависимости от толщины слоя гидрогеля, стекло пропускает в помещение до 92,8% видимого света, по сравнению с 92,3% для обычного стекла.

Команда проверила свойства гидрогелевого стекла на моделях домов размером 20 x 20 x 20 см с толстыми изолированными стенами и одним большим окном. Датчики показали, что гидрогелевое покрытие снизило внутреннюю температуру до 3,5 °C.

По словам исследователей, еще одним преимуществом гидрогелевого покрытия является простота и относительно низкая стоимость его производства и быстрая коммерциализация технологии.