Предложен способ уменьшить «дыхание» умных окон

Исследователи из Университета Пердью выяснили, каким образом можно уменьшить амплитуду «дыхания» при подаче напряжения на умные окна, тем самым увеличив их надежность и срок службы. Результаты своей работы ученые изложили в статье журнала Nature Communications.

«Умные» окна автоматически изменяют прозрачность при подаче напряжения. Это свойство может быть полезно для экономии огромных количеств электроэнергии. Но на данный момент у этих устройств есть одна проблема: полимер, из которого они состоят, резко расширяется при подаче напряжения на него, а потом сжимается обратно. Этот процесс ученые назвали «механическим дыханием».

Согласно экспериментам, такие материалы могут увеличиваться в объеме до 30%. При такой большой деформации происходит достаточно быстрое нарушение структуры материала и скоро он перестает функционировать. В сегодняшних разработках сбои в работе окон наступают уже через 100 циклов.

Исследователи из Университета Пердью нашли способ увеличить срок службы этих изделий. Сначала они провели компьютерное моделирование, чтобы понять процесс разрушения материала при приложении и снятии с него напряжения. В результате ученые выяснили, что наиболее эффективным методом снижения нагрузки на материал будет улучшение адгезии подложки.

Поэтому авторы работы усилили шероховатость подложки, которая одновременно выполняла роль электрода. Также ученые нанесли на нее наночастицы кремнезема. Это позволило увеличить срок службы материала до восьми тысяч циклов. Это практически в 80 раз больше, чем удавалось достичь раньше, но, по словам ученых, для внедрения этих материалов в производство необходимо, чтобы они выдерживали более 200 тысяч циклов подачи и снятия напряжения. Для достижения этой цели ученые планируют привлечь химиков и материаловедов, чтобы найти новые материалы и методы их обработки для улучшения срока службы «умных» окон.

Понравился материал? Добавьте Indicator.Ru в «Мои источники» Яндекс.Новостей и читайте нас чаще.