В UCL разработали самоочищающиеся окна

Исследователи из Университетского колледжа Лондона (UCL) утверждают, что “революционно” новый тип окон позволяет уменьшить затраты на их мойку в высотных зданиях и сократить плату за отопление вплоть до 40%.

Всё это стало возможно благодаря удачному сочетанию достижений нано-инженерии (которые появились в результате исследования строения глаз бабочек) и термохромного покрытия.

Выгравированные на поверхности продемонстрированного прототипа конические наноструктуры задерживают воздух и предотвращают контакт воды со стеклом (за исключением лишь небольшого её количества). Таким образом, бьющиеся о стекло капли дождя превращаются в шарики, которые затем скатываются вниз, унося с собой грязь.

Обыкновенное стекло удерживает капли дождя, которые затем медленно скользят вниз, оставляя за собой осадочный след.

Ведущий научный сотрудник УКЛ пояснил, что это отличный вариант для владельцев высотных зданий, так как стоимость мойки окон превысит стоимость их установки по истечении первых пяти лет эксплуатации.

Новое стекло покрыто очень тонкой (5-10 нанометров) плёнкой диоксида ванадия, который в холодные периоды удерживает тепловое излучение внутри, а в жаркую погоду сдерживает попадание инфракрасного излучения извне. Диоксид ванадия – это дешёвый, распространённый материал, в отличие от позолоченного или посеребренного покрытия, применяемого сейчас в энергосберегающих окнах.

Третье преимущество, по мнению исследователей – это уменьшение внутренних бликов. Нано-“выступы” придают окнам такие же антибликовые свойства, которые были обнаружены в строении глаз бабочек и других существ, эволюционировавших для того, чтобы прятаться от хищников.

Исследователи отмечают, что эта особенность позволяет сократить количество отраженного внутрь помещения света до менее 5 процентов, по сравнению с 20-30 процентами, получаемыми в других, покрытых диоксидом ванадия, окнах.

Руководитель исследования доктор Иоаннис Папаконстантину (Ioannis Papakonstantinou) пояснил, что это был первый раз, когда наноструктуры быди использованы в комбинации с термохромным покрытием.

“Наноструктуры, вдохновением для создания которых послужила живая природа, усилили термохромные свойства покрытия, что в конечном итоге привело к появлению высокоэффективных, самоочищающихся “умных” окон”, отметил он.

Команда УКЛ подсчитала, что новые окна помогут сократить плату за отопление вплоть до 40% (точное значение зависит от широты здания). Высотные офисные здания отлично подходят для этого, подчеркнули они.

“На сегодняшний день подсчитано, что в связи с очевидными трудностями, стоимость мойки окон небоскреба в первые пять лет сравняется с первоначальной стоимостью их установки”, – сказал Папаконстантину.

“Наше стекло позволяет резко сократить эти расходы, не говоря уже о привлекательности низкой платы за электроэнергию и улучшение условий для арендаторов за счет сокращения бликов. По мере того, как тенденция в архитектуре продолжает развиваться в направлении увеличения количества стекла, очень важно сделать так, чтобы окна имели как можно более низкие эксплуатационные расходы”.

В настоящее время ведутся переговоры с великобританскими производителями стекла о возможностях коммерциализации прототипа.

Задача заключается в том, чтобы нарастить производственные возможности как разработанного командой УКЛ метода нано-производства, так и процесса нанесения покрытия из диоксида ванадия.

По мнению УКЛ, если промышленники подхватят эту идею, то новые окна могут появиться на рынке в течение 3-5 лет.

Прототип был разработан при поддержке научно-исследовательского совета Великобритании в области инженерных и физических наук.