Французско-японская исследовательская коллаборация изготовила металлическое нанокомпозитное покрытие, улучшающее изоляционные свойства оконных стёкол. Новое покрытие предотвращает прохождение значительной части излучения ближнего инфракрасного диапазона (англ. Near-Infrared, NIR) и ультрафиолетовых (УФ) лучей, в то же время пропуская видимый свет.
«Хотя до изготовления коммерческих продуктов ещё далеко, наша работа продемонстрировала значительное улучшение свойств, блокирующих УФ- и NIR-излучение, по сравнению с предыдущими исследованиями, — рассказывает химик Фабьен Грассе (Fabien Grasset), директор по исследованиям Французского Национального центра научных исследований (Centre national de la recherche scientifique, CNRS). — На здания приходится значительная часть мирового потребления энергии, при этом значительная часть годового потребления энергии стандартным зданием идёт на системы охлаждения и/или отопления для поддержания температуры внутри помещений на комфортном уровне». Учёные ищут способы разработать покрытия для оконных стекол, которые могли бы блокировать проникновение инфракрасного излучения, чтобы здания и даже автомобили могли потреблять меньше энергии для поддержания прохлады внутри. Однако это должно быть сделано таким образом, чтобы стёкла всё ещё пропускали видимый свет. В идеале вредные ультрафиолетовые лучи также должны быть заблокированы.
С этой целью международная исследовательская коллаборация изготовила и проанализировала характеристики нанокомпозитов на основе кластерных соединений ниобий-тантал, содержащих хлорид- или бромид-ионы.
Исследователи обнаружили, что нанокластеры на основе хлоридов обеспечивают наилучшие характеристики с точки зрения блокирования инфракрасных и ультрафиолетовых лучей и пропускания видимого света. Блокирование NIR и УФ-излучения нанокластерами зависело от концентрации последних, их дисперсности и степени окисления. Настроив эти параметры, команда смогла улучшить производительность нанокластера.
Нанокластеры диспергировали в матрице из поливинилпирролидона, которую затем наносили на стекло из оксида индия-олова (ITO). Эта комбинация увеличила пропускание видимого света при одновременном существенном снижении пропускания инфракрасных и ультрафиолетовых лучей по сравнению с материалами, изученными ранее.
«Мы будем продолжать делать всё возможное, — сказал Фабьен Грассе, — чтобы добиться дальнейшего прогресса в поиске решений проблемы глобального потепления».