Российские учёные разработали «умные» стекла нового поколения

Ученые Санкт-Петербургского политехнического университета (СПбПУ) представили твердотельные электрохромные стекла нового поколения, способные автоматически менять светопропускание в зависимости от условий освещения. Разработка решает сразу несколько задач: сокращает энергозатраты зданий, упрощает производство и повышает надежность таких окон.

Что изменилось

Новая технология, уже запатентованная в РФ, позволяет устранить проблемы, характерные для «умных» стекол предыдущих поколений. По словам доктора технических наук Максима Максимова, использовавшийся ранее жидкий электролит:

• увеличивал массу стеклопакетов;
• усложнял сборку и установку окон;
• снижал срок службы активных компонентов.

В отличие от этих решений, стекло от СПбПУ основано на твердом электрохромном слое, что обеспечивает стабильную работу, меньший вес и высокую механическую прочность.

Технологическая суть

Принципиально новое решение заключается в послойном формировании конструкции, напоминающей сэндвич, состоящий из следующих компонентов:

• два прозрачных электрода;
• электрохромный слой из оксидов никеля и кобальта;
• ионопроводящий твердотельный электролит;
• ионный накопитель.

Все слои наносятся с нанометровой точностью при помощи электронно-лучевого и магнетронного напыления и атомно-слоевого осаждения (для оболочки активной зоны).

Такой подход позволяет точно регулировать состав, толщину и структуру каждого слоя, исключая риски перегрева и структурной деформации.

Преимущества в сравнении с аналогами

Новое поколение «умных» стекол выделяется рядом технологических и эксплуатационных достоинств:

• отсутствие жидкого электролита;
• высокая световая модуляция — до 66 % даже после 1000 циклов;
• легкость и безопасность конструкции;
• низкотемпературный синтез, сохраняющий подложку;
• возможность масштабного применения в строительстве, транспорте, электронике и сенсорике.

Проект финансируется Министерством науки и высшего образования РФ и уже получил российский патент. Ученые подчеркивают, что технология:

• снижает энергопотребление зданий на 20–40 %;
• упрощает массовое внедрение «умных» окон;
• делает производство более доступным по цене.

Таким образом, новое поколение электрохромных стекол — это не просто перспективная лабораторная разработка, а технологическое решение, способное кардинально изменить стандарты энергоэффективного строительства.

Благодаря высокой адаптивности к внешним условиям, сниженной себестоимости, простоте масштабирования и долговечности такие стекла открывают путь к массовому внедрению «умных» архитектурных решений.

Их применение позволит не только снизить расходы на отопление и кондиционирование зданий, но и сделать архитектурную среду более современной, экологичной и устойчивой. Это шаг вперед в формировании городов будущего, где технологии работают в пользу комфорта, безопасности и бережного отношения к ресурсам.