Chytré sklo proti horku a zimě  
Možná to znáte z vlastní zkušenosti – auto na parkovišti bez kousku stínu za horkého letního dne se promění v pravou žhnoucí pec. Chytré sklo tomu sice nezabrání zcela, ale určitě to zmírní.

Tranzistorové sklo
Představte si chytré sklo, které by poznalo, kdy má zablokovat přenos tepla skrze něj a kdy jej naopak má povolit. Samozřejmě, rozpálené auto to neřeší, protože kromě skla slunce praží i do střechy a ta se též hodně nahřeje, ale chytré sklo může výrazně tento negativní efekt snížit. Nebo třeba okna, v létě, kdy slunce pálí budou přenos tepla blokovat a naopak, v zimě jej propustí. Osobně bych chtěl mít taková okna hned teď, ale na to si ještě budu muset nějaký čas počkat. Prozatím se totiž jedná o základní výzkum, nikoliv o průmyslovou aplikaci.

 

Zvětšit obrázek
Při vypnutém stavu (nahoře) je film oxidu titaničitého jak pro viditelné a infračervené světlo propustný. Pokud je tranzistoer zapnut (dole), kladně nabité molekuly navodí změnu ve struktuře krystalu a ten pak začně infračervené větlo odrážet. Viditelnému světlu ale dovolí dál filmem procházet. ( Kredit: Masaki Nakana, Riken Research/AIP Publishing)

Za přenosem tepla e infračervené záření, tedy světlo mimo viditelné spektrum. To je potřeba blokovat anebo mu povolit přístup. Vědci z RIKEN Centra for Emergent Matter Science pod vedením Masaki Nakana poprvé dokázali využít  oxid vanadičitý jako blokátor infračerveného světla. Tato sloučenina je vědcům velmi dobře známa pro své termochromické vlastnosti. V podstatě při teplotě do 30°C je to izolant, při teplotě okolo 60°C se z něj stává vodič. 
Podstatou řešení je průhledný field effect tranzistor (FET), skládající se z vrstvy oxidu vanadičitého na substrátu z oxidu titaničitého. Tento tranzistor je řízen napětím, pokud není na něm napětí, vrstvo VO<sub>2</sub> neprotéká žádný proud a teplo prochází skrz. Po přivedení napětí začne VO<sub>2</sub> vrstvou protékat elektrický proud, který zablokuje průchod infračerveného záření skrz. Odraz není dokonalý, 50 nanometrů tlustá vrstva VO<sub>2</sub> přesto dokáže zablokovat až polovinu tepelného záření. Tranzistor je přitom napájen napětím jeden až tři volty, ale celková spotřeba je velmi nízká. Nyní stojí před týmem úkol zkonstruovat toto zařízení na pořádně velkém okně.


Zdroje:

Riken Research , AIP , http://scitation.aip.org/content/aip/journal/apl/103/15/10.1063/1.4824621 ,

Autor: Martin Tůma
Datum: 04.12.2013 07:03
Tisk článku

Od jantaru k tranzistoru - Heřman Josef
 
 
cena původní: 296 Kč
cena: 278 Kč
Od jantaru k tranzistoru
Heřman Josef

Diskuze:

Mala mylka

Martin Tůma,2013-12-04 14:55:47

Sklo nepropousti svetlo ultrafialove, tedy z opacneho konce spektra, nez je infracervene. Naopak, pro infracervene je dokonale pruhledne, obzvlast kremiscite sklo, takze se z nej vyrabeji opticke kabely

Odpovědět

Poznámka (či otázka?)

Stefan Urge,2013-12-04 13:59:04

Podľa mojich vedomostí sklo viditeľné svetlo prepúšta, a infračervené neprepúšťa. To je princíp skleníkového efektu. Svetlo ktoré prenikne cez sklo dopadne na povrchy v aute. Tie sa zohrejú a začnú žiariť ale už v infračervenom spektre. A toto žiarenie už cez sklo neunikne a hromadí sa. Preto toto nové sklo musí byť orientované tak aby infrasvetlo v lete púšťalo von. A v zime ho zablokujem, aby vykurovalo interiér auta. S pozdravom :-)Pišta

Odpovědět




Pro přispívání do diskuze musíte být přihlášeni












Tento web používá k poskytování služeb, personalizaci reklam a analýze návštěvnosti soubory cookie. Používáním tohoto webu s tím souhlasíte. Další informace