Сергей Песков - История стекла. От стеклянного оружия до стекол иллюминаторов космических кораблей

При ярком свете такие стекла начинают темнеть, а по мере угасания дня – светлеют, пока не станут совсем прозрачного цвета. Объясняется такой эффект обратимой фотохимической реакцией между оксидом серебра и хлоридом бора. Когда солнце попадает на стекла, эти два вещества начинают взаимодействовать, в результате чего выделяется атомарное серебро – оно то и делает стекла темными. Когда уровень освещения падает, происходит обратная реакция и стекла светлеют.

Сфера применения фотохромного стекла разнообразна:

– в быту – хорошо знакомые многим очки-хамелеоны, линзы которых меняют свой цвет в зависимости от уровня освещения;

– приборостроение – световые фильтры с переменным пропусканием;

– медицина – изготовление специальных очков;

– фотографическая техника – в качестве масок;

– в окнах автомобилей – регулирование пропускаемого светового потока;

– космонавтика и авиация – остекление кабин;

– строительные работы.

Оно из модных архитектурных направлений – остекление зданий фотохромными стеклами. Это соответствует актуальным трендам и защищает помещение от солнечного излучения благодаря меняющейся степени светопропускания. Применение фотохромных стекол в отличие от обычных позволяет регулировать уровень освещения внутри здания. При отсутствии яркого солнечного света они будут оставаться прозрачными, а при сильном солнечном излучении поменяют свой цвет. Побочные плюсы: фотохромные стекла позволяют корректировать поступление тепла в помещение.

Современное производство предполагает изготовление таких стекол, в том числе, для оптики путем распределения фотохрома в толще стекла, пока оно находится в жидком состоянии. Чаще всего с этой целью используют галогенид серебра. В производстве неорганических фотохромных стекол в толщу стекла вводят 0,5 % хлорида или бромида серебра, затем под действием света происходит образование атомов серебра.

Сопротивление теплопередаче оконных конструкций и способность стекла служить преградой солнечной радиации – это те сферы, которые больше всего сегодня волнуют разработчиков новых оконных технологий. Исследования в этих областях ведутся во всем мире, и везде они опираются на современные сверхэффективные технологии.

Главным направлением в этих разработках является управление интенсивностью пропускания солнечного излучения стеклом. Это управление бывает активным и пассивным.

Фотохромное стекло используется не только в оптике, но и в оконных стеклопакетах. Оно позволяет в автоматическом режиме регулировать освещенность в помещениях, где использовано панорамное остекление. Очевидно, что у фотохромного стекла огромное преимущество над обычным энергосберегающим тонированным. Последнее не может просветляться, когда, к примеру, на улице пасмурно. К тому же, тонированные стекла остаются темными и утром и вечером, т. е. когда их тонировка только мешает. Дело в том, что естественное освещение является самым лучшим для глаз, да и зачем тратить электроэнергию, если есть бесплатный и к тому же полезный свет.

Вместе с уровнем освещения монохромное стекло также регулирует и поступление тепла вместе с солнечными лучами. Чем оно становится темнее, тем меньше тепла проникает в помещение. Нельзя сказать, что это всегда полезно. К примеру, в пассивных домах, южные фасады которых имеют большую площадь остекления, стекла должны пропускать зимой как можно больше света и тепла. Фотохромные стекла для этого совсем не подходят.

Это свойство фотохромного стекла широко используется при изготовлении стеклопакетов. Особенно популярно данное решение при остеклении большой площади. Панорамные окна с фотохромными стеклами сами регулируют интенсивность освещенности, что делает их более востребованными по сравнению с тонированными энергосберегающими теплопакетами. Последние не меняют интенсивность освещения и остаются затемненными при любой солнечной активности, в том числе в пасмурную погоду.

От уровня освещенности также зависит поступление тепла в помещение. Так, тонированное остекление существенно снижает интенсивность этого процесса, что не всегда является оправданным в холодное время года. Дома с южными фасадами с панорамным остеклением должны пропускать зимой в солнечную погоду как можно больше света и тепла. Для таких случаев тонировка не является лучшим решением.

Эта разновидность отличается изменением оптических свойств в зависимости от температуры. Данная особенность определяется за счет введенного в структуру стекла специального геля, который при нагревании становится непрозрачным. Эти свойства стекла используются при оснащении зданий, окна которых в прохладу должны оставаться максимально прозрачными, а в теплую – затемненными.

Термохромное стекло также относится к пассивному варианту управления пропускной способностью света. Оно работает автоматически, не нуждается в каких-либо источниках энергии и контроле. Эти стекла хорошо использовать для оснащения мансардных окон и стеклянных крыш, в которых интенсивность освещения не очень важна, а пропускная способность определяется наружной и внутренней температурой.

Термохромное стекло изменяет свои оптические свойства под воздействием температуры. Такое стекло имеет слоеную структуру, в которую включен слой специального геля, который при повышении температуры мутнеет и, в конце концов, полностью утрачивает всякую прозрачность. Вот это свойство очень полезно для пассивных домов, где в холодное время нужна максимальная прозрачность, а в теплое, наоборот, затенение.

Термохромное стекло работает автоматически и без привлечения каких-либо источников энергии.

Температура термохромного стекла зависит от интенсивности инсоляции, а также от наружной и внутренней температуры. Такие стекла в автоматическом режиме способны предотвратить перегрев помещения и снять нагрузку с системы кондиционирования. Кроме того, термохромный эффект может быть полезен для стеклянных крыш и мансардных окон, для которых оптическая прозрачность стекол не так важна.

В процессе производства термохромного стекла имеется возможность задать температурный диапазон изменений его оптических свойств. Для каждого объекта этот диапазон рассчитывается индивидуально.

Основа этого типа стекла – смарт-полимеры, которые под действием электрического поля определенной силы влияют на изменение светопропускной способности в диапазоне видимого и инфракрасного излучения. Такого эффекта добиваются за счет использования специального напыления или смарт-пленки.