Стекло на жидких кристаллах

Смарт-стекло представляет собой многослойное стекло, изготовленное из двух полностью прозрачных стекол и слоя жидкокристаллической пленки (LC Film). Пленка расположена между слоями стекла. Композиция компактно собрана в единую конструкцию.

Стекло позволяет обеспечить полную секретность или свободный просмотр через окна и двери, стеклянные стены и окна в крыше. Стекло пропускает свет, но делает его рассеянным, приглушая раздражающий яркий свет солнца и уменьшает солнечную активность, что делает комнаты более удобными для проживания. В непрозрачном состоянии, стекло распространяет прямой солнечный свет и устраняет 99 % ультрафиолетовых лучей, которые вредно воздействуют на ковры и мебель (рис. 7,8).

Включено Отключено

Рисунок 7

Включено Отключено

Рисунок 8

Смарт-стекло с изменяющейся прозрачностью способно менять свои физические свойства при подаче на него управляющего напряжения около ~100В переменного тока .

При подаче электричества, жидкие кристаллы выравнивают, т.е ориентируются в одном и том же направлении, и стекло становится прозрачным, полностью просматривающимся.

При отключении происходит возвращение жидких кристаллов к их нормальнуму состоянию, т.е кристаллы жидкокристаллической пленки расположены и ориентированы хаотично, придавая стеклу матовость ("молочный белый" цвет), и просмотр через конструкцию невозможен.

Изменение состояния прозрачности происходит в пределах миллисекунд(рис. 9).

Непрозрачный режим Прозрачный режим

Рисунок 9

Жидкокристаллическое (ЖК) стекло состоит из нескольких слоев. Внутренний слой образован совокупностью жидких кристаллов и заключен между двумя прозрачными электрическими проводниками на тонкой пленке. Внешние слои сделаны из стекла. Проводники связаны с источником тока(рис. 10).

Рисунок 10

Смарт-стекло позволяет уменьшить потери тепла, сократить расходы на кондиционирование и освещение, служат альтернативой жалюзи и механическим затеняющим экранам, шторам. В прозрачном состоянии жидкокристаллическое или электрохимическое смарт-стекло не пропускает ультрафиолетовое излучение; смарт-стекло на взвешенных частицах требует для блокировки ультрафиолета использование специальных покрытий.

Основные недостатки смарт-стекла - это относительно высокая стоимость, необходимость использования электрического напряжения, мутность или меньшая прозрачность по сравнению с обычным стеклом.

Основное использование смарт-стекла — внутренние перегородки и двери, которые многие компании используют для организации конфеденциальных комнат переговоров. В обычном состоянии такие помещения являются частью внутреннего пространства офиса, но при необходимости служат приватным помещением. Такую же функцию выполняет смарт-стекло в госпиталях для организации комнат осмотра пациентов. Также умное стекло используется в кассовых зонах банков, в зонах отдыха и примерочных в магазинах.

В рекламе используются витрины из смарт-стекла, выходящие на улицу, для презентаций и рекламных роликов (рис. 11). По необходимости, смарт-стекло может становиться прозрачным для обзора интерьера помещения или выставленных образцов (одежды, машин и т. д.), либо матовым и использоваться в качестве проекционного экрана.

Рисунок 11

Заключение

Итак, жидкие кристаллы обладают двойственными свойствами, сочетая в себе свойство жидкостей(текучесть) и свойство кристаллических тел (анизотропию). Их поведение не всегда удается описать с помощью привычных методов и понятий. Но именно в этом и заключена их привлекательность для исследователей, стремящихся познать еще неизведанное.

Недавно открыты и интенсивно исследуются жидкокристаллические полимеры, появились полимерные ЖК-сегнетоэлектрики, идет активное исследование гибкоцепных элементоорганических и металлсодержащих ЖК-соединений, образующих новые типы мезофаз. Мир жидких кристаллов бесконечно велик и охватывает широчайший круг природных и синтетических объектов, привлекая внимание не только ученых - физиков, химиков и биологов, но и исследователей-практиков, работающих в самых разнообразных отраслях современной техники (электронике, оптоэлектронике, информатике, голографии и т.п.).