Išmanusis stiklas, galintis pakeisti spalvą ir gaminti elektrą

smart glass

Džordžijos technologijos instituto (JAV, Georgia Institute of Technology) mokslininkų grupė sukūrė naujo tipo langų stiklą, kuris gali ne tik pakeisti spalvą, bet ir gaminti elektros energiją. Jie paskelbė apie savo darbą žurnale „ACS Nano“, taip pat ir keletą idėjų apie tai, kaip naujo tipo stiklas gali būti panaudojamas.

 

Jau yra sukurta įvairiausių išmaniojo stiklo rūšių, dalis jų gali tamsėti, jei diena yra šviesi arba sumažinti automobilių žibintų šviesas atgalinio vaizdo veidrodėlyje, dalis saugo šilumą, neišleisdami iš patalpos vidaus infraraudonųjų spindulių. Jau yra stiklo, kuris gali gaminti elektros energiją, o dalinai šviesą praleidžiantys saulės energijos elementai gali būti montuojami ant stiklo paviršiaus, arba jo briaunose, dalį šviesos nukreipiant į jas. Tačiau pirmą kartą sugalvota pagaminti tokį stiklą, kuris ir keistų spalvą, ir gamintų elektrą.

Elektros gamybos būdas pasirinktas gana originalus, visų pirma galvojant apie priekinius automobilių stiklus. Jie dažniausiai yra veikiami vėjo ir lietaus, todėl mokslininkai pamėgimo išnaudoti triboelektros – trinties elektros, kuomet elektros srovė sukuriama dviems paviršiams trinantis vienas į kitą, ir statinės elektros, kurios turi lietaus lašai, potencialą.

smart_glass

Šiems dviems skirtingiems elektros generavimo metodams stikle panaudoti skirtingi medžiagų sluoksniai – pirmajame sluoksnyje yra išdėstyti gana neseniai išrasti triboelektros nanogeneratoriai (triboelectric nanogenerator, TENG), paimantys į stiklą atsimušančių lietaus lašų teigiamą elektrinį krūvį.

Antrąjį sluoksnį sudaro du plastiko lakštai su juos skiriančiomis mažomis spyruoklėlėmis. Automobiliui važiuojant didesniu greičiu, lakštai yra spaudžiami vienas prie kito, ir sukuriama trinties elektros srovė. Taip pat, sumažėjus atstumui tarp lakštų, stiklas patamsėja ir įgauna melsvą atspalvį.

 

Kol kas pavyko sugeneruoti maždaug 130 milivatų elektros vienam kvadratiniam metrui stiklo. Nors tai labai mažai, tačiau jau pakaktų krauti išmanųjį telefoną. Toks stiklas galėtų būti naudojamas ir bevielio ryšio tinkluose, nes galėtų maitinti mažos galios prietaisus.

Dar vienas iššūkis – surasti būdus, kaip būtų galima stikle ne tik generuoti elektros energiją, bet ją ir išsaugoti, pavyzdžiui, įterpiant permatomus superkondensatorius.

smart_glass

Nuoroda:

Motion-Driven Electrochromic Reactions for Self-Powered Smart Window System, ACS Nano, Article ASAP. DOI: 10.1021/acsnano.5b00706