Ученые из России разработали метод для точной настройки «умных» стекол с переменной прозрачностью, упростив управление их оптическими свойствами.
Российские ученые из Красноярского научного центра Сибирского отделения РАН в сотрудничестве с коллегами из Университета Тель-Авива (Израиль) добились значительных успехов в изучении и улучшении основных характеристик «умного» стекла — материалов с изменяемой прозрачностью. Исследование опубликовано в журнале Molecules.
Эти стекла основаны на диспергированных полимерных пленках, внутри которых находятся микроскопические капли жидких кристаллов. В обычном состоянии без электрического напряжения они рассеивают свет и делают стекло матовым, а при подаче напряжения меняют внутреннюю структуру, что приводит к его прозрачности.
Исследователи не только оценили влияние электричества на изменение прозрачности, но и установили связь с определенной внутренней структурой капель, а также продемонстрировали, как можно управлять этим процессом через единственный физический параметр. Это облегчает регулировку основных характеристик светопрозрачной конструкции — контраста, скорости переключения и энергопотребления — без усложнения состава материала и добавления новых модификаций.
Команда установила, что в каплях образуется устойчивая «скрученная» осесимметричная структура, которая при подаче небольшого напряжения трансформируется, уменьшая рассеяние света. Изменяя степень «скрученности» этой структуры через специальные условия на поверхности капель, возможно гибкое регулирование оптических свойств материала и скорости перехода между состояниями. Это позволяет создавать «умные» материалы, которые быстрее переключаются, потребляют меньше энергии и имеют более высокий контраст.
