Новое поколение «умных окон» разработано в США. Энергию для работы эти окна будут получать от ветра и осадков.
Обычно электропитание смарт-стекол производится от подключаемых аккумуляторов или от солнечных батарей. Но в последнем случае батарея закрывает часть поверхности стекла. Новая модель использует наноразмерные генераторы, которые действуют за счет трибоэлектрического эффекта, при котором электрический разряд возникает во время контакта двух материалов. После активации генераторы, которые расположены в два слоя на поверхности стекла, создают электрический ток. За счет этого прозрачное стекло может при необходимости стать темно-синим.
Наружный слой генераторов получает статическое электричество от дождя. Когда дождевая капля падает из облака, контакт между водой и воздухом создает положительный заряд внутри нее. После того, как капля попадает на стекло, покрытое нанопирамидами, которые изготовлены из отрицательно заряженного материала (полидиметилсилоксан), возникает электрический ток.
Второй слой генераторов использует энергию ветра. Он состоит из двух заряженных листов прозрачного пластика, разделенных слоем наноскопических пружин. Когда ветер дует на окно, эти пружины сжимаются, два листа пластика сближаются друг с другом и появляется электрический ток.
В экспериментах такое стекло вырабатывало энергию до 130 милливатт на квадратный метр. Этого достаточно для питания, например кардиостимулятора или смартфона в спящем режиме. В ближайшее время разработчики намерены сделать это стекло способны накапливать энергию, создав прозрачные наноконденсаторы. Также они повысить эффективность наногенераторов так, чтобы они могли конфертировать до 60 % механической энергии.
О новой разработке сообщается в ACS Nano.
