Новости химической науки > Легким движением … оконное стекло превращается в зеркало

Исследователи из Южной Кореи разработали обратимое электромеханическое зеркало [electrochemical mirror (REM)], которое может переключаться между прозрачным и отражающим состояниями, причем его отражающая способность сохраняется в течение двух часов без потребления внешней электроэнергии.

Предполагается, что такие зеркала смогут найти применение в «умных окнах», контролирующих освещенность помещения и способствующих снижению энергозатрат для их кондиционирования.

Обратимое электромеханическое зеркало, разработанное в группе Йенкйона Кима (Eunkyoung Kim) состоит из тонкого слоя серебросодержащего электролита, вложенного между двумя прозрачными плоскостями электродов. Если на систему подается ток восстановления, на поверхности электрода осаждается отражающий слой металлического серебра. Подача окислительного потенциала позволяет растворить зеркальную поверхность за счет окисления металлического серебра.

Диффузия бромида иона на пленку металла невозможна из-за двойного электрического слоя, что приводит к бистабильности переключаемого зеркала. (Рисунок из Chem. Sci., 2014, DOI: 10.1039/c4sc01912a)

Разработанные ранее подобного рода зеркала с регулируемой отражательной способностью отличались тем, что после прекращения подачи энергии отражающий их слой сохранял стабильность в течение небольшого времени. Проблема стабильности была решена за счет использования в качестве электролита ионной жидкости. Как поясняет Ким, ионная жидкость индуцирует образование двойного электрического слоя, отталкивающего анионы от поверхности металла, благодаря чему электроосажденный металл может в течение сравнительно длительного времени сохраняться в способном к отражению растворенном состоянии. Исследователям также удалось предотвратить растрескивание металлической поверхности, сопутствующее ее осаждению – этот вопрос удалось решить, модифицировав поверхность электрода тиольными группами.

Комбинация высокой отражающей способности нового устройства и его низкого энергопотребления может оказаться полезной для систем освещения и климат-контроля зданий. Ким утверждает, что его обратимое электромеханическое зеркало отличается рядом преимуществ по сравнению с существующими материалами для изготовления умных окон главным образом благодаря простой возможности переключения между светопропускающим и светоотражающим состояниями.

Класес-Гёран Гранквист (Claes-Göran Granqvist), эксперт по фотохромным материалам из Университета Уппсалы (Швеция) говорит, что работа Кима является шагом вперед к практическому применению обратимых электромеханических зеркал. Он подчеркивает, что хотя электрохромные явления уже несколько десятилетий, и для них было предложено немалое число идей для применения, лишь небольшая доля этих идей была реализована на практике. Шведский исследователь предполагает, что продемонстрированные группой Кима результаты ультрасовременны и могут являться полезной затравкой для кристаллизации новых имеющих практическую ценность изобретений, основанных на явлении электрохромии.

Now, the group hopes to speed up the switching process. ‘The switching speed of REM is rather slower than that of other ETS devices,’ says Kim. ‘Thus the remaining challenge will be a research on a fast switching and bistable REM.’

Источник: Chem. Sci., 2014, DOI: 10.1039/c4sc01912a

метки статьи: #бытовая химия, #новые материалы, #электрохимия