Технологический прогресс: прозрачные покрытия, наносимые распылением, для более дешевых умных окон

Простой метод нанесения прозрачных покрытий, способных блокировать тепло и проводить электричество, может радикально снизить затраты на энергосберегающие "умные" окна и теплоотталкивающие стекла.

Разработанные исследователями из Университета RMIT в Мельбурне (Австралия) покрытия являются ультратонкими, экономичными и конкурирующими с текущими отраслевыми стандартами для прозрачных электродов.

Доступные "умные" окна 

Сочетая лучшие свойства стекла и металлов в одном компоненте, прозрачный электрод представляет собой высокопроводящее прозрачное покрытие, пропускающее видимый свет.

Подписывайтесь на наш youtube канал!

Покрытия - ключевые компоненты технологий, включая "умные" окна, сенсорные дисплеи, светодиодное освещение и панели солнечных батарей - в настоящее время изготавливаются в рамках трудоемких процессов, использующих дорогостоящее сырье.

Новый метод напыления быстрый, масштабируемый и основанный на более дешевых материалах, которые легкодоступны.

Этот метод может упростить изготовление "умных" окон, которые могут быть как энергосберегающими, так и диммирующими, а также низкоэмиссионного стекла, в котором обычная стеклянная панель покрыта специальным слоем для минимизации ультрафиолетового и инфракрасного излучения.

Ведущий исследователь д-р Энрико Делла Гаспера (Enrico Della Gaspera) сказал, что новаторский подход может быть использован для существенного снижения стоимости энергосберегающих окон и, возможно, сделать их стандартной частью новых конструкций и переоборудования.

"Умные окна и низкоэлектрические стекла могут помочь регулировать температуру внутри здания, обеспечивая значительные экологические преимущества и финансовую экономию, но они остаются дорогими и сложными в производстве", - сказал Делла Гаспера (Della Gaspera), старший преподаватель и член Австралийского исследовательского совета DECRA в RMIT.

"Мы заинтересованы в сотрудничестве с промышленностью для дальнейшего развития этого инновационного типа покрытия.

"Конечная цель заключается в том, чтобы сделать "умные" окна намного более доступными, снизить затраты на энергию и уменьшить выбросы углекислого газа в новых и реконструируемых зданиях".

Новый метод также может быть точно оптимизирован для производства покрытий, отвечающих требованиям прозрачности и проводимости, предъявляемым к прозрачным электродам различного назначения.

Как работает технология: Стандартный подход к производству прозрачных электродов основан на использовании индия, редкого и дорогостоящего элемента, и методов вакуумного осаждения, которые являются громоздкими, медленными и дорогостоящими.

Это делает прозрачные электроды основной статьей расходов при производстве любого оптоэлектронного устройства.

В новом исследовании, опубликованном в журнале Advanced Materials Interfaces, исследователи из Школы Наук RMIT изготовили прозрачные электроды с использованием гораздо более дешевого материала оксида олова, обогащенного специальным сочетанием химикатов для повышения проводимости и прозрачности.

Сверхтонкое прозрачное покрытие, которое более чем в 100 раз тоньше человеческого волоса, пропускает только видимый свет, блокируя при этом как вредное ультрафиолетовое излучение, так и тепло в виде инфракрасного излучения.

Ученые использовали процесс, называемый "ультразвуковой распылительный пиролиз" для получения гладких, однородных покрытий высокого оптического и электрического качества.

Исходный раствор распыляется с помощью коммерчески доступной технологии для создания мелкодисперсного аэрозольного тумана, образующего ультрамалые и равномерные по размеру капли. Этот раствор распыляется на нагретый слой основы, например, на стекло.

Когда раствор попадает в горячий слой, начинается химическая реакция, в результате которой раствор разлагается на твердые остатки, которые осаждаются в виде ультратонкого покрытия. Все побочные продукты реакции удаляются в виде паров, оставляя чистое покрытие нужного состава.

Ожидается, что к 2022 году объем мирового рынка "умного" стекла и "умных" окон достигнет 6,9 миллиардов долларов, в то время как мировой рынок низкоуглеродного стекла, по оценкам, достигнет 39,4 миллиардов долларов к 2024 году.

Эмпайр Стэйт Билдинг в Нью-Йорке сообщает об экономии энергии в размере 2,4 млн. долларов и сокращении выбросов углекислого газа на 4000 тонн после установки "умных" стекол.

Башня Эврика Тауэр в Мельбурне демонстрирует драматическое использование "умных" стекол в своей туристической достопримечательности "Край" - стеклянном кубе, который выдвигается на 3 метра за пределы здания и подвешивает посетителей на 300 метров над городом. Стекло непрозрачно, поскольку куб выходит за пределы здания и становится прозрачным после его полного выдвижения.

Первый автор Джевон Ким, доктор философских наук, исследователь в области прикладной химии в RMIT, сказал, что следующими шагами в исследовании были разработка исходников, которые будут разлагаться при более низких температурах, позволяя покрытиям осаждаться на пластмассы и использоваться в гибкой электронике, а также производство более крупных прототипов путем масштабирования осаждения.

"Покрытие, которое мы используем, может автоматически управляться и программироваться, поэтому изготовление больших опытных панелей будет относительно простым делом", - сказал он. опубликовано econet.ru по материалам techxplore.com

Подписывайтесь на наш канал Яндекс Дзен!

P.S. И помните, всего лишь изменяя свое потребление - мы вместе изменяем мир! © econet