Электрохромное окно

Знаковое слово XXI века «энергосбережение» у всех на слуху. Эта новая область человеческой деятельности уже дает ощутимые результаты. Энергопотребление некоторых стран ЕЭС (преимущественно небольших) снижается при устойчивом росте ВНП. Технологическая революция XX века сменилась ревизией её результатов по ключевому критерию «энергопотребление» во всех областях человеческой деятельности и общежития. В последнем случае скрупулезный анализ индивидуального потребления энергии выявляет удивительные вещи. Например, потери тепла в вашем доме до 70 % происходят через окна и двери. Понятно, что двери надо уплотнять, но что делать с окнами. Стекло пропускает в обе стороны весь оптический и инфракрасный спектр, уносящий или приносящий тепло до 0,45 кВт на 1 кв.метр остекления. Различные отражающие и поглощающие пленки на стеклах окон могут ограничить один из векторов этого потока, что не дает существенного результата, когда у вас в доме чередуются от времени года и суток обогрев и кондиционирование, а перепады температур внутри и вне помещения достигают 60°С. Шторы и занавески также не решают эту проблему.
Выход один — окно нужно превратить в регулируемый оптический и инфракрасный фильтр, с помощью которого можно оптимизировать баланс притока и оттока энергии с учетом индивидуального ощущения комфорта, а если вас нет дома, то сугубо из целей экономии энергии. Это с успехом может сделать простенький процессор.
Физику — теоретику задача создания такого фильтра представляется несложной. Если твердое вещество абсолютно прозрачно, то в нем нет свободных или локализованных электронов способных изменить свою энергию и, таким образом, поглотить или отразить квант света. Если в такую среду внести (инжектировать), например, атом водорода, который тоже как бы прозрачен (энергия ионизации, т.е. отрыва электрона, лежит в далекой ультрафиолетовой области), энергия связи электрона с протоном понизится на величину обратно пропорциональную диэлектрической проницаемости среды. При соответствующем подборе среды энергия связи в таком водородоподобном атоме может оказаться соизмеримой с энергией квантов света в видимой области спектра и каждый такой атом, поглотивший квант света станет так называемым центром окраски — F-центром (farben centrum). При достаточной плотности F-центров вещество начинает окрашиваться, т.е. изменять свою поглощающую, а при определенных условиях и отражательную способность. Если из таким образом легированного вещества экстрагировать легирующую примесь -атомы водорода, то оно обесцвечивается. Т.е. принципиально регулируемый светофильтр возможен, что и подтверждается экспериментально. Если отжигать кристалл поваренной соли сначала в атмосфере водорода, то он посинеет, а затем в атмосфере кислорода, то он обесцветится.

Для того, чтобы просматривать далее эту тему — предлагаем Вам перейти на сайт нашего партнера.