"Город будущего". Умное стекло

Жизнь, окруженная стеклом, — по представлению компании Corning Incorporated, крупнейшего производителя высокотехнологичного стекла и керамики, именно так будет выглядеть город будущего. Стены, окна, обеденные столы, автобусные остановки, фасады небоскребов — все это будет сделано из маленьких, больших и просто гигантских сенсорных устройств. Технология, в основе которой лежит эта прозрачная фантазия, существует уже сегодня. Называется она Smart glass – умное стекло. Вот только стоит оно безумно дорого. Японские, английские и американские компании вкладывают огромные средства, чтобы усовершенствовать технологию его производства. В то время как у российских бизнесменов уже сегодня есть реальный шанс занять в этой отрасли первое место. Московские ученые придумали, как делать умное стекло дешевле в десять раз.

Алексей Пижонков, генеральный директор ООО "Интеллект":

- Если сейчас комплект автомобильного стекла класса Mercedes или BMW стоит до 20 тысяч долларов, что очень дорого, то соответственно при таких технологиях — это 1,5 — 2, ну максимум 3 тысячи долларов.

Чтобы понять суть и все плюсы отечественного изобретения, для начала выясним, в чем, кроме стоимости, заключается минусы аналогичных систем.

Смарт-стекло на основе жидкокристаллических полимеров. Пожалуй, самый наглядный образец находится на 88 этаже жилой башни Eureka Towers в Мельбурне. Это огромный выдвигающийся стеклянный куб, который на высоте 275 метров вдруг становится прозрачным.

Туристы в восторге, страховая компания в ужасе – любой сильный удар и панель придется менять, свои волшебные свойства она потеряет. Максимальный срок эксплуатации — всего пять лет. Кроме этого, система должна постоянно находиться под высоким электрическим напряжением.

Есть другая технология, она чаще применяется в автомобилях и самолетах. Здесь между двумя стеклами помещены не кристаллы, а стержнеобразные частицы, взвешенные в жидкости. Без напряжения эти частицы находятся в хаотичном порядке, свет поглощается и стекло выглядит темным. Как только подается ток, частицы словно жалюзи выравниваются в ряд, и свет свободно проходит между ними. При этом инфракрасные и ультрафиолетовые лучи отражаются.

Из минусов – опять же, большой расход электроэнергии и ограниченное количество включений, что для любителей автомобильной приватности может стать неприятным сюрпризом.

Александр Некрасов, ведущий научный сотрудник Института физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина РАН: "Минус жидкостной системы заключается в том, что ее надо герметизировать. И второе, у нее совершенно другая реакция на отрицательные и высокие положительные температуры".

В отличие от показанных систем, российская разработка  не жидкостная, а твердотельная. Основана на таком явлении, как электрохромизм. Это когда оптические свойства материала под воздействием электрического поля изменяются на атомном уровне.

"Электрохромная технология более безопасна, более экологична, не использует опасных веществ тяжелых металлов. И конечно же, она является чрезвычайно выносливой, так как в свое время разработана для индикаторов ядерных устройств, то есть она выдерживает условия вблизи ядерного реактора", — отметил Алексей Пижонков.

Изобретение, основа которого была разработана в нашей стране еще двадцать лет назад, появилось в московском технопарке "Слава" благодаря инновационной компании "Интеллект". Это она привлекла инвестиции, нашла нужных ученых, технологию за короткий срок доработали и сделали несколько прототипов.

Хотя человечество изобрело уже очень много электрохромных систем, многие из них запатентованы, но до практического применения дошли очень немногие. "Достоинством нашей системы является подбор такого электролита, который обеспечивает ей очень быстрое время срабатывания по сравнению с другими твердотельными электрохромными устройствами, - говорит Александр Некрасов. - Обратите внимание на этот прототип. Для работы ему необходимо всего полтора вольта, то есть почти в сто раз меньше, чем у аналогов. К тому же вещество, находящееся между стеклами, обладает собственной памятью, поэтому держать устройство под постоянным напряжением не нужно".

"Состав данного электролита мы не раскрываем даже в патентах, поскольку скорость срабатывания электрохромной ячейки на основе этого электролита практически находится на пике современных аналогов. И ногие производители аналогичных материалов дали бы большие деньги за него", — рассказал Некрасов.

А вот как выглядит тот самый секретный ингредиент. Эта прозрачная вязкая жидкость представляет собой полимер, в котором растворены пластификаторы и некоторые металлы, не будем называть какие. После того, как вода испаряется, электролит входит в равновесие с влагой окружающей среды, поэтому ему не страшны ни пересыхание, ни разгерметизация.

Ведущий научный сотрудник Института физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина РАН: "После того как мы нанесли слой полимерного электролита на обе половины ячейки, мы соединяем верхнюю и нижнюю половину, и дальнейший процесс будет происходить в вакууме". 

Качественный вакуум этой технологии так же необходим, как человеку чистый воздух. Удалить из-под стекол многочисленные пузыри, которые могут повлиять на качество работы всей системы, возможно только в специальной установке.

Александр Некрасов, ведущий научный сотрудник Института физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина РАН:

- После двух примерно часов при вакууме и высокой температуры, мы получаем достаточно неплохой образец. Единственное, что надо пойти посмотреть на него в микроскоп: нет ли там пузырьков, которые не видны обычным глазом.

Несмотря на большую значимость этой технологии, размер отечественных электрхромных стекол пока не велик. 5-10 квадратных сантиметров – не больше. Чтобы изготовить более наглядные, а значит и более привлекательные для инвесторов образцы, одних лабораторных условий мало. Необходимо промышленное производство с большими вакуумными установками. А таких предприятий в России немного.

Алексей Пижонков, генеральный директор ООО "Интеллект":

- На сегодняшний день отсутствует серьезный заказчик, все изделии делаются наколеночным способом, лабораторным, в единичных экземплярах, соответственно, технологии дорогие, и нет возможности показать на больших площадях всю силу этого художественного решения и его экономическую эффективность.

Экономическая эффективность очевидна. Ведь смарт-стекло не только создает комфорт потребителю — это отличный способ экономить электроэнергию в жилых и офисных зданиях. Поэтому в первую очередь умные стекла должны заинтересовать российских производителей стеклопакетов. Окна, сделанные по этой технологии, в холод способны удерживать тепло в помещении, а в жару, наоборот, не пускать ультрафиолетовые и инфракрасные лучи, поэтому необходимость в кондиционерах отпадает.

У крупных американских и английских компаний по производству высокотехнологичного стекла уже сегодня есть возможности делать такие окна, которые позволяют сберегать порядка 60 процентов тепла внутри помещения. Для этого была разработана целая производственная линия по напылению тончайших металлических слоев на поверхность стекла. Процесс достаточно сложный. В специальной установке оксиды серебра или других проводящих тепло металлов разгоняются до огромных скоростей и буквально бомбардируются на поверхность стекла. На прозрачность такой металлический слой не влияет, и заметить разницу между энергосберегающим и обычным окном практически невозможно. Кстати, при напыления металлов на стекла тоже используются большие вакуумные установки. Поэтому адаптировать технологию и наладить массовый выпуск электрохромных стеклопакетов будет не так сложно. Было бы желание.

"Заводы, которые выпускают по другим технологиям, например жидкокристаллическим технологиям, или еще там каким-то другим, они осваивают этот рынок, соответственно, они борются за своего покупателя, за своего заказчика и с трудом пускают альтернативные, даже лучшие технологии, как в нашем случае", - сетует Алексей Пижонков.

Пока рынок думает и подсчитывает, инноваторы из компании "Интеллект" сложа руки не сидят. Поддержка, которую оказывает им московское правительство и особые условия, созданные в технопарке, позволяют им параллельно работать над другими перспективными проектами.

Вода, которая находится в этом стакане, загрязнена органическими веществами, маслом, содержит некоторые тяжелые металлы. Но как только в ней зажигается плазменная дуга, все примеси тут же выгорают, а металлы выпадают в осадок. Эта технология известна давно, но для очистки воды ее никто раньше не использовал , опять же — дорого. Однако, инженеры и конструкторы компании "Интеллект" и здесь нашли способ сделать ее доступной для массового применения.

"Самое интересное происходит вот в этой ячейке в зоне горения. Вода подается снизу, снизу же подается воздух, воздух является окислителем. Тут довольно сложные условия зажигания стабилизации горения. С этим пришлось повозиться. Но в конце концов были подобраны соответствующие источники мощности, и как вы можете видеть, горение устойчивое, очистка воды происходит устойчиво", — рассказал генеральный директор ООО "Интеллект".

Эта установка показывает лишь принцип работы уникальной плазменной водоочистной конструкции. А это уже реальная кавитационная установка, которую изготовили на производственной площадке технопарка. Она способна очищать несколько кубометров воды в час, потребляет минимум электроэнергии, а после небольшой модификации может работать не только на очистных сооружениях, но и в нефтеперерабатывющей промышленности.

Алексей Пижонков: "Плазма осуществляет глубокие изменения в химической структуре углеводородов, превращая их в бензин, дизельное топливо, масла с гораздо меньшими затратами. А главное — не требует огромных капиталовложений в строительство 50-метровых колонн. Это достаточно компактные маленькие установки высокой производительности. Это технологии будущего".

Несмотря на очевидные преимущества этой технологии, пока такие установки спросом не пользуются. То ли о них мало кто знает, то ли отечественные компании слишком инертны для внедрения подобных инноваций.

Игорь Протопопов, депутат Московской городской думы, председатель комиссии Мосгордумы по экономической политике, науке и промышленности:

- Абсолютно нормальная ситуация, потому что мы должны понимать, что находимся в рынке. Что такое рынок? Это спрос и предложения. Когда мы с вами говорим об энергосберегающих технологиях, а у нас невысокая плата за электроэнергию, да, мы это должны понимать, она датируется государством. То зачем экономить электроэнергию?! Поэтому, когда мы создадим правильный спрос на инновацию, соответственно, и на рынке появится большое количество предложений для потребителей.

Чистая вода, умные стекла, дешевое топливо – технологии, позволяющие создавать все эти блага, существуют уже сегодня. Остается лишь сделать, как говорится, последний рывок и внедрить их в нашу жизнь. Пока у российских производителей есть преимущество, его просто необходимо использовать. Ведь через год-другой конкуренты сами придумают, как сделать дешевые электролиты и обуздать плазму. Или просто выкупят патенты.

Источник: vesti.ru

Похожие новости:
Кения построит в саванне город будущего
Кенийское правительство объявило о планах инвестировать 14.5 млрд. долларов в строительство нового города под названием Konza Technology City, который, по словам президента страны Мваи Кибаки, должен стать своего рода Силиконовой долиной на африканском континенте, сообщает ..
2013-01-31 1794 0 Технология
-1
В Гарварде «замутили» стекла нанопроводами
Инженеры из Гарварда разработали новую технологию для создания умного стекла. Об этом сообщает журнал Optics Letters.Умное стекло представляет собой композит из слоев стекла и различных химических материалов, используемый в архитектуре и производстве для изготовления светопрозрачных конструкций, изменяющий свои оптические свойства при изменении внешних условий, например, освещённости, температуры или при подаче ..
2016-03-15 1596 0 Технология
0
Facebook пригласила посмотреть на "дом на Android"
Facebook пригласила журналистов на презентацию 4 апреля. Тема мероприятия, которое пройдет в штаб-квартире компании (город Менло-Парк, штат Калифорния), не раскрывается. "Приходите посмотреть на наш новый дом на Android", — говорится в пресс-релизе. Как указывают источники блога TechCrunch, компания Марка Цукерберга ..
2013-03-29 1326 0 Технология
0
Samsung хочет запатентовать "распознаватель эмоций"
Смартфоны будущего Samsung, вероятно, смогут определять настроение своего владельца. Компания подала в Бюро США по патентам и товарным знакам (USPTO) заявку, в которой описывается система распознавания эмоций на основе выражения лица человека. В соответствии с патентом, новая технология ..
2012-04-27 1644 0 Технология
0
Ученые создали сверхпрочное стекло
Ученые из Японии представили стекло, не уступающее по прочности стали. Созданное ими стекло является тонким и легким. В течение ближайших лет новая технология позволит создать новые материалы и будет удобной для многих сфер деятельности. При  создании стекла использовалось вещество, улучшающее ..
2016-01-06 3757 0 Технология
0
Новое стекло позволит делать более тонкие телефоны
Производитель Gorilla Glass, особо прочного стекла, применяемого в таких гаджетах, как iPhone и iPad, представил новую более тонкую версию своего продукта. Компания Corning Inc. продемонстрировала на выставке Consumer Electronics Show стекло Gorilla Glass 2.Обладая ..
2012-01-12 2062 0 Технология
0
Сенсорный пол будущего сможет определить сердечный приступ домовладельца
"Умные дома" будущего наверняка обзаведутся способностью узнавать своих хозяев. Один из способов – с помощью сенсорного пола, патент на который на днях получили разработчики компании IBM. Инженеры одного из крупнейших в мире производителей аппаратного и программного обеспечения придумали, ..
2012-04-10 2197 0 Технология
0
Минерал перовскит произведёт революцию в солнечной энергетике
Отказ от кремния в пользу перовскита позволит снизить в разы стоимость производства электроэнергии при помощи солнечных батарей. И хотя новые фотоэлементы будут обладать меньшим КПД, это новация сделает солнечную энергетику более доступной ― уверены ведущие специалисты ..
2013-08-22 3394 0 Технология
0
Японция строит город под водой
Группа японских архитекторов из компании Shimizu Corp, решили создать уникальный город будущего, распложенный на дне океана, под названием Ocean Spiral. Новый подводный город будет разделён на три яруса, в первой секции под водой, будет размещена огромная сфера диаметров в 0,5 км, её верхушка ..
2015-01-24 6634 0 Технология
1
Гигантская батарея запитала 1400 домов
Крупнейшую в своём роде топливную ячейку мощностью один мегаватт установила во Фландрии химическая компания Solvay. Супербатареей, как называет её Discovery News, обзавёлся завод SolVin близ Антверпена. Топливная ячейка вырабатывает "чистое" электричество за счёт реакции водорода и кислорода, ..
2012-02-11 2144 0 Технология
0
Sony и Panasonic обещают 300-гигабайтные "DVD будущего"
Японские компании Sony и Panasonic договорились совместно начать разработку сверхъемких "дисков будущего". Следующее после Blu-ray поколение оптических носителей сможет вмещать 300 ГБ данных и более. Изначально новинка будет предназначена для профессионалов, однако позже, считают разработчики, ..
2013-07-29 1364 0 Технология
0
Изобретена краска, работающая как аккумулятор
Группа исследователей из Университета Райса (США) придумала новый "форм-фактор" литий-ионного аккумулятора. Он представляет собой ту же батарею, которая используется в смартфонах и ноутбуках, только в сжиженном виде. Обычный литий-ионный аккумулятор по сути является набором из пяти слоев (два электрода, два коллектора ..
2012-07-2 2016 0 Технология
0
Предложена технология превращения любого материала в стекло
Ученые из университетов Бристоля и Дюссельдорфа обнаружили новый способ изготовления стекла с помощью контроля расположения атомов в структуре материала. Стекло является особым состоянием материи: оно имеет механические свойства твердого тела и аморфную структуру жидкости. Еще в 1952 году сэр Чарльз ..
2012-11-13 3296 0 Технология
1
Сила мысли и искусственное тело: технологии обозримого будущего
Многие футуристы сходятся во мнении, что через 20-30 лет средства связи уже не будут существовать, потому что люди смогут мысленно общаться друг с другом. Насколько это возможно? Ведущие "Утра России" попытались заглянуть в будущее вместе с футурологом, лидером движения "Россия ..
2012-01-23 2455 0 Технология
0
Очищать воздух в помещениях помогают растения
Давно известно, что растения поглощают углекислый газ и выделяют кислород. Но их полезные свойства этим не исчерпываются. Растения - и уличные, и комнатные - способны поглощать ядовитые газы и снижать концентрацию других вредных примесей в воздухе. [Сэмюэль Энде, агроном]: «В офисах и квартирах принтеры, мебель, ..
2012-04-11 2592 0 Технология
0