Разработка базируется на вертикально выровненных углеродных нанотрубках, которые способны регулировать пропускание ближнего инфракрасного (ИК) света. Именно инфракрасное излучение составляет около половины солнечной энергии, и оно может быть как полезным в холодный период, так и вредным в жару, создавая дополнительную нагрузку на системы кондиционирования.

В новом поколении окон углеродные нанотрубки расположены вертикально на стекле, формируя своеобразный микроскопический «лес». Такое решение позволяет в зависимости от приложенного напряжения либо блокировать солнечное тепло, поглощая инфракрасное излучение, либо пропускать его внутрь помещения. Важно, что после переключения в выбранный режим нанотрубки способны удерживать состояние без постоянной подачи напряжения. Это обеспечивает крайне низкое энергопотребление и делает технологию перспективной для массового применения.

Исследователи отмечают, что размер прототипов составляет всего несколько миллиметров, поэтому следующим шагом станет масштабирование технологии для коммерческого использования. Если удастся наладить серийное производство, «умные окна» с нанотрубками могут стать эффективной альтернативой традиционным методам климат-контроля и значительно снизить расходы на отопление и охлаждение зданий.

Разработка соединила экспериментальное изготовление с компьютерным моделированием, что позволило лучше понять физические процессы, которые управляют оптическими свойствами нанотрубок. Результаты исследования опубликованы в научном журнале Nano Letters.

Эксперты считают, что эта технология может стать основой нового поколения энергоэффективных зданий, где инфраструктура сама регулирует уровень пропускания тепловой энергии в зависимости от внешних условий.