Создан новый вид «умного стекла», способного изменять свой цвет за рекордно короткое время

Электрохромный материал

Термин «умное стекло» уже не раз фигурировал на страницах нашего сайта, как описание активного компонента «умного окна», которое может переключаться из прозрачного в непрозрачное состояние, включать или отключать блокировку теплового излучения и т.п. Но то, что было создано недавно учеными-химиками из университета Людвига-Максимилиана (Ludwig-Maximilians Universitat, LMU), Мюнхен, относится к совершенно иному классу, созданный ими вариант «умного стекла» способен изменять свой цвет под воздействием электричества. При этом, изменение цвета происходит за рекордно короткое время на сегодняшний день.

Представьте себе, что вы находитесь за рулем автомобиля в ночное время и, как это бывает достаточно часто, вас ослепляют фары идущего сзади автомобиля. Для таких случаев было бы удобным иметь зеркала заднего вида, способные тускнеть и изменять коэффициент отражения света в соответствии с сигналами от светочувствительного датчика. И для того, чтобы обеспечить защиту глаз водителя от ослепления, материал зеркала должен быть способным реагировать на изменения сигнала от фотодатчика за максимально короткое время.

Материалы, способные изменять свои оптические свойства под воздействием электричества, называют электрохромными материалами. До последнего времени ученым было известно достаточно большое количество видов таких материалов, подавляющее большинство которых имело неорганическую природу. Однако, в последнее время были найдены новые типы электрохромных материалов на основе так называемых ковалентных органических структур (Covalent Organic Frameworks, COF), состоящих из типовых органических «стандартных блоков» и формирующих упорядоченные кристаллические нанопористые структуры. Изменение цвета материалов на базе COF-структур происходит под воздействием электрического напряжения, которое вызывает оксидирование или сокращение структуры материала.

«Мы использовали принципы модульного конструирования и разработали COF-материалы на базе сложных органических молекул тиеноизоиндиго (thienoisoindigo)» — пишут исследователи, — «Полученные на основе этого электрохромные материалы перекрывают достаточно широкий диапазон, начиная от коротковолнового ультрафиолетового света, до света видимого и близкого инфракрасного диапазона».

В отличие от неорганических соединений, органические COF-структуры более чувствительны к процессу электрохимического оксидирования. Даже приложенное низкое напряжение вызывает изменение цвета материала, более того, этот процесс является полностью обратимым. Также процесс электрохимического оксидирования происходит очень быстро, процесс полного изменения цвета производится за 0.38 секунды, а процесс обратного восстановления — за 0.2 секунды. Такая скорость делает новый материал самым быстрым и самым эффективным электрохромным материалом на сегодняшний день. Кроме этого, материал продемонстрировал высокую стабильность и долговечность — он сохранил свои свойства и способности даже после 200 окислительно-восстановительных циклов.

И в заключение следует отметить, что работа химиков из Мюнхена открывает путь к разработке высокоэффективных электрохромных покрытий нового класса, которые будут применяться в технологиях «умных стекол». А эти «умные стекла», в свою очередь, будут обеспечивать управляемую защиту фасадов зданий от прямых солнечных лучей, защиту тайны частной жизни людей и т.п.

Ключевые слова:
Электрохромный, Материал, Органические, Молекулы, COF, Изменение, Цвет, Скорость, Электричество, Умные, Окна, Стекла

Первоисточник

Другие новости по теме:

  • Создано наноструктурированное стекло, способное переключаться между блокиро …
  • Технология электрохроматических стекол — солнцезащитные очки-хамелеоны ново …
  • Исследователи получили совершенно новый тип стекла, обладающего уникальными …
  • Адаптивные материалы позволят реализовать технологии «4D-печати»
  • Создан новый программируемый материал, в основе которого лежат «шелковые» …
  • Share Button

    Материалы по теме:

    Новые высокоточные измерения радиуса протона позволили решить научную загадку десятилетней давности
    Ученые достаточно долго были уверены, что им известно значение радиуса протона, полученное путем теоретических расчетов. Но в 2010 году группе физиков удалось произвести измерения ...
    Ученые получили капельки кваркового «супа», исконной материи, существовавшей в первые моменты возникновения Вселенной
    Согласно некоторым современным теориям материя, которая заполняла собой Вселенную в первые моменты времени после Большого Взрыва, находилась в крайне экзотическом состоянии так называемого кваркового ...
    Ученым удалось измерить силы слабых взаимодействий между протонами и нейтронами с самой высокой на сегодняшний день точностью
    Используя имеющее в их распоряжении уникальное оборудование, ученые из Национальной лаборатории Ок-Ридж измерили силы слабых взаимодействий между нейтронами и протонами с рекордным на сегодняшний ...
    Ученые CERN произвели первые высокоточные измерения массы W-бозона
    Ученые, работающие в рамках эксперимента ATLAS на Большом Адронном Коллайдере, произвели первые в истории высокоточные измерения массы-энергии W-бозона. Этот бозон является одной из двух ...
    Компания Toyota планирует строительство футуристического города для искусственного интеллекта, роботов и самоуправляемых автомобилей
    В своем выступлении на выставке CES 2020 Акио Тойода (Akio Toyoda), президент компании Toyota Motor Corporation, объявил о планах компании построить футуристический город-прототип. Этот ...
    You can skip to the end and leave a response. Pinging is currently not allowed.

    Leave a Reply

    Яндекс.Метрика