«Умные окна» будут отапливать помещения
Исследователи Западного резервного университета Кейза, расположенного в городе Кливленде американского штата Огайо, смогли получить новый наноматериал, который в скором времени сможет полностью изменить наше представление об обычных окнах и отоплении жилых помещений. Сделанное из него оконное стекло способно превращать в электричество энергию ветра и осадков, а также перепад температур в доме и в окружающей среде. Полученной энергии вполне достаточно для обогрева или кондиционирования помещения в любое время суток при любых климатических условиях.
Первые «умные окна» появились на рынке 2 года назад. Они изготовливались из электрохромного стекла и обладали способностью менять свою прозрачность в зависимости от интенсивности дневного освещения. Немного спустя появились первые окна, которые могли обогревать помещение. В них встраивались незаметные прозрачные инфракрасные обогреватели. Такие окна просто подключались в розетку, начиная обогревать жилой дом при помощи инфракрасного излучения. Большее распространение получили обычные стеклопакеты с электрическим подогревом, функционирование которых полностью зависело от наличия доступа к электропитанию. Их КПД по сравнению с обычными обогревателями был ниже, поэтому широкого распространения среди массовых потребителей они не получили.
Новые «умные окна» используют специальные наноразмерные генераторы, работающие на основе трибоэлектрического эффекта и расположенные послойно на поверхности стекла. При любом внешнем воздействии между слоями начинает вырабатываться электрический ток, который можно использовать для самых различных целей. Например, оконное стекло становится из прозрачного темно-синим и, наоборот, в зависимости от заданной программы. При попадании на него капель дождя или снежинок их положительный заряд также превращается в электричество посредством нанопирамидок, находящихся на поверхностном слое стекла. Преобразование энергии ветра происходит при помощи наноскопических пружин, сжимающихся под его воздействием.
Экспериментальные образцы новых «умных окон» позволяют получать до 130 мВт энергии на 1 кв. м. Использование разрабатываемых в Кливленде прозрачных тепловых наноконденсаторов сделает возможным их использование в качестве автономного источника обогрева.