Капитал страны
Капитал Страны

16 АПР, 23:52 МСК
USD (ЦБ)    75,5379
EUR (ЦБ)    88,9960


Новый материал помогает умному стеклу менять цвет в рекордно короткие сроки

18 Марта 2021 1365 0 Наука и технологии
Новый материал помогает умному стеклу менять цвет в рекордно короткие сроки

Умное стекло может быстро изменить свой цвет под действием электричества. Новый материал, разработанный химиками из Ludwig-Maximilians-Universität (LMU) в Мюнхене, теперь установил рекорд скорости для такого изменения.

Представьте, что вы едете по шоссе ночью. Идет дождь, ослепляют яркие фары машины позади вас. Как удобно иметь в таком случае зеркало заднего вида с автоматическим затемнением. Технически это полезное дополнение основано на электрохромных материалах. При подаче напряжения их светопоглощение и цвет меняются. Таким образом, зеркало заднего вида, управляемое датчиком освещенности, может отфильтровывать сильно ослепляющий свет.

Недавно эксперты обнаружили, что, помимо уже известных неорганических электрохромных материалов , новое поколение высокоупорядоченных решетчатых структур также может быть оснащено этой возможностью: так называемые ковалентные органические каркасы, сокращенно COF. Они состоят из синтетических органических строительных блоков, которые в подходящих комбинациях образуют кристаллические и нанопористые сети. Здесь изменение цвета может быть вызвано приложенным электрическим напряжением, которое вызывает окисление или восстановление материала.

Команда LMU под руководством Томаса Бейна (физическая химия, LMU, Мюнхен) разработала структуры COF, скорость переключения и эффективность окрашивания которых во много раз выше, чем у неорганических соединений. COF привлекательны тем, что их свойства материалов можно регулировать в широком диапазоне, изменяя их молекулярные строительные блоки. Ученые из LMU в Мюнхене и Кембриджского университета воспользовались этим, чтобы разработать COF, идеально подходящие для их целей.

«Мы использовали принцип модульной конструкции COF и разработали идеальный строительный блок для наших целей с конкретной молекулой тиеноизоиндиго», - говорит Дерья Бессинджер, первый автор и доктор философии, студент в группе Томаса Бейна. «Включенный в COF, новый компонент демонстрирует, насколько сильно он может улучшить свойства COF. Например, с новым материалом мы не только поглощаем ультрафиолетовый свет с более короткой длиной волны или небольшие участки видимого спектра, но и добиваемся хорошей фотоактивности в ближней инфракрасной области спектра».

В то же время новые структуры COF намного более чувствительны к электрохимическому окислению. Это означает, что даже низкого приложенного напряжения достаточно, чтобы вызвать изменение цвета COF, которое также полностью обратимо. Кроме того, это происходит с очень высокой скоростью: время отклика для полного и отчетливого изменения цвета в результате окисления составляет около 0,38 секунды, в то время как восстановление до исходного состояния занимает всего около 0,2 секунды. Это делает электрохромные органические структуры команды электронной конверсии одними из самых быстрых и эффективных в мире.

Две вещи, в частности, ответственны за высокую скорость: проводящая каркасная структура COF обеспечивает быстрый перенос электронов в решетке. А благодаря оптимизированному размеру пор окружающий раствор электролита может быстро добраться до любого угла. Это важно, потому что положительный заряд, генерируемый в окисленной структуре COF, должен быстро компенсироваться отрицательными ионами электролита. И наконец, что не менее важно, продукт мюнхенских ученых отличается очень высокой стабильностью. Длительные испытания показали, что материал сохраняет свои характеристики даже после 200 окислительно-восстановительных циклов.

Благодаря этим фундаментальным открытиям ученые продвигают разработку нового класса высокоэффективных электрохромных покрытий. Очевидная потребность в этом проявляется в текущем применении такого «умного стекла», как переключаемые солнцезащитные окна и окна с защитой от солнца для фасадов целых зданий, пишет phys.org.

Редакция

Написать комментарий

правила комментирования
  1. Не оскорблять участников общения в любой форме. Участники должны соблюдать уважительную форму общения.
  2. Не использовать в комментарии нецензурную брань или эвфемизмы, обсценную лексику и фразеологию, включая завуалированный мат, а также любое их цитирование.
  3. Не публиковать рекламные сообщения и спам; сообщения коммерческого характера; ссылки на сторонние ресурсы в рекламных целях. В ином случае комментарий может быть допущен в редакции без ссылок по тексту либо удален.
  4. Не использовать комментарии как почтовую доску объявлений для сообщений приватного характера, адресованного конкретному участнику.
  5. Не проявлять расовую, национальную и религиозную неприязнь и ненависть, в т.ч. и презрительное проявление неуважения и ненависти к любым национальным языкам, включая русский; запрещается пропагандировать терроризм, экстремизм, фашизм, наркотики и прочие темы, несовместимые с общепринятыми законами, нормами морали и приличия.
  6. Не использовать в комментарии язык, отличный от литературного русского.
  7. Не злоупотреблять использованием СПЛОШНЫХ ЗАГЛАВНЫХ букв (использованием Caps Lock).
Отправить комментарий

Статьи

Путин заработал почти 10 млн рублей за год. Мишустин – около 20 млн

Путин заработал почти 10 млн рублей за год. Мишустин – около 20 млн
Политика 3

Рост зарплат – заслуга Путина. Медведев рассказал о достижении президента

Рост зарплат – заслуга Путина. Медведев рассказал о достижении президента
Экономика

Бюджет спасли от дефицита деньгами Центробанка и «Норникеля»

Бюджет спасли от дефицита деньгами Центробанка и «Норникеля»
Экономика 2

Бюджет заплатит нефтяникам еще 62 млрд рублей за прекращение роста цен на бензин

Бюджет заплатит нефтяникам еще 62 млрд рублей за прекращение роста цен на бензин
Экономика 2

Узнай, страна!

Первый в городе рыбный комплекс открыли в Тулуне Иркутской области

Первый в городе рыбный комплекс открыли в Тулуне Иркутской области

Президентом ТПП Нижнего Тагила вновь избран Борис Соколов

Президентом ТПП Нижнего Тагила вновь избран Борис Соколов
Капитал страны
Нашли ошибку на сайте? Выделите ее и нажмите Ctrl+Enter