Исследователи из Университета Торонто в Канаде продемонстрировали новую технологию изготовления окон, которая может значительно снизить затраты энергии на отопление, вентиляцию и кондиционирование воздуха в зданиях. Принцип основан на имитации биологических процессов, происходящих в коже кальмара, когда ее заполняют разные пигменты.
В своих «умных окнах» ученые используют несколько слоев пластиковых листов, которые, подобно коже кальмара, могут быть заполнены различными пигментами для избирательной фильтрации инфракрасного (теплового) излучения и видимого света в различных комбинациях.
Разные слои в прототипе окна отфильтровывают инфракрасное излучение и видимый свет. В разное время суток, в разное время года и при разных температурных режимах внутри и снаружи здания в разные слои окна можно закачивать селективные пигменты, блокирующие ИК-излучение или видимый свет, снижая поступление тепла в здание или, наоборот, повышая его при необходимости через уменьшение количества пигмента. Эта технология может быть использована с применением искусственного интеллекта (ИИ) для создания "умных" окон, которые являются частью "умных" зданий.
Сложенные пластиковые листы — простое, не токсичное и недорогое решение. Исследователи разработали компьютерную модель для расчета воздействия на здания, в которых будет использоваться эта технология. По их расчетам, использование только одного слоя, модулирующего пропускание ближнего инфракрасного света — без блокирования видимой части спектра — может ежегодно экономить около 25 процентов энергии на отопление, охлаждение и освещение по сравнению с базовым уровнем. При использовании двух слоев — пропускающего инфракрасный и видимый свет — экономия достигала 50 процентов.
Исследование было опубликовано в журнале Национальной академии наук США (PNAS).