Tranzistorové sklo
Představte si chytré sklo, které by poznalo, kdy má zablokovat přenos tepla skrze něj a kdy jej naopak má povolit. Samozřejmě, rozpálené auto to neřeší, protože kromě skla slunce praží i do střechy a ta se též hodně nahřeje, ale chytré sklo může výrazně tento negativní efekt snížit. Nebo třeba okna, v létě, kdy slunce pálí budou přenos tepla blokovat a naopak, v zimě jej propustí. Osobně bych chtěl mít taková okna hned teď, ale na to si ještě budu muset nějaký čas počkat. Prozatím se totiž jedná o základní výzkum, nikoliv o průmyslovou aplikaci.
Za přenosem tepla e infračervené záření, tedy světlo mimo viditelné spektrum. To je potřeba blokovat anebo mu povolit přístup. Vědci z RIKEN Centra for Emergent Matter Science pod vedením Masaki Nakana poprvé dokázali využít oxid vanadičitý jako blokátor infračerveného světla. Tato sloučenina je vědcům velmi dobře známa pro své termochromické vlastnosti. V podstatě při teplotě do 30°C je to izolant, při teplotě okolo 60°C se z něj stává vodič.
Podstatou řešení je průhledný field effect tranzistor (FET), skládající se z vrstvy oxidu vanadičitého na substrátu z oxidu titaničitého. Tento tranzistor je řízen napětím, pokud není na něm napětí, vrstvo VO<sub>2</sub> neprotéká žádný proud a teplo prochází skrz. Po přivedení napětí začne VO<sub>2</sub> vrstvou protékat elektrický proud, který zablokuje průchod infračerveného záření skrz. Odraz není dokonalý, 50 nanometrů tlustá vrstva VO<sub>2</sub> přesto dokáže zablokovat až polovinu tepelného záření. Tranzistor je přitom napájen napětím jeden až tři volty, ale celková spotřeba je velmi nízká. Nyní stojí před týmem úkol zkonstruovat toto zařízení na pořádně velkém okně.
Zdroje:
Riken Research , AIP , https://scitation.aip.org/content/aip/journal/apl/103/15/10.1063/1.4824621 ,