Направление конференции: Приборостроение, системы управления, электронная и электротехническая промышленности
Степень разработки: ОКР (создан прототип или опытная партия)
Зинченко Тимур Олегович, ФГБОУ ВО "Пензенский государственный университет", студент
Выбранное направление входит в список приоритетных в развитии науки, технологий и техники Российской Федерации («Энергоэффективность, энергосбережение, ядерная энергетика»). В большинстве развитых стран проблема энергоэффективности решается несколькими путями, в том числе и за счет грамотного архитектурного и строительного остекления. Нынешний этап в развитии остекления связан с разработкой регулируемого свето- и теплозащитного стекла или так называемых «умных» стекол или «умных» окон (в англоязычной литературе “smart” glass и “smart” window). Под термином «умное» стекло подразумевается группа хромогенных материалов, придающих стеклу способность изменять свою светопроницаемость в зависимости от воздействия электрического тока и иных внешних факторов. При этом в умных стеклах присутствует слой прозрачного проводящего покрытия, который представляет собой тонкопленочный материал, чаще всего оксид металла, обладающий высокой электропроводностью и оптической прозрачностью.
Проект направлен на решение проблемы синтеза функциональных тонкопленочных токопроводящих покрытий на основе оксидов металлов для умных стекол. На сегодняшний день отсутствует единое системное описание взаимосвязей факторов, влияющих на параметры функциональных слоев «умных» стекол в зависимости от используемых материалов, методов нанесения, технологических режимов. Основные материалы, используемые в качестве токопроводящего слоя это оксид индия, оксид цинка, оксид кадмия и оксид олова. Для повышения значения проводимости покрытия легируются примесями. Подбор и влияние легирующего материала, его количества и использование различных прекурсоров оказывают влияние на параметры токопроводящих покрытий. Также, стоит отметить влияние технологии подготовки подложки и растворов. Задачи поиска и внедрения новых материалов функциональных слоев «умных» стекол получения прозрачных проводящих покрытий решают многие зарубежные научные коллективы (Института возобновляемых источников энергии им. Штефенсона, Ливерпуль, Великобритания; Технологического Университета Окинава, Япония; Технологического Университета Ченгду, Китай; химической лаборатории Технологического Университета Тампере, Финляндия; Массачусетского Технологического Университета, США др.), а также отечественные научные школы Московского государственного университета им. М. Ю. Ломоносова, Института химии Санкт-Петербургского государственного университета, Института физической химии и электрохимии имени А. Н. Фрумкина РАН, Казанского федерального университета и др.
Помимо подбора материала, важную роль на параметры покрытий оказывают технологические режимы. В технологии спрей – пиролиза это скорость и время распыление, температура подложки, расстояние между подложкой и распылителем, площадь нанесения.
В основе проекта лежит универсальная технология спрей-пиролиза, которая реализуется на автоматизированной системе синтеза тонкопленочных покрытий, разработанной на базе Пензенского государственного университета. К несомненным преимуществам технологии относится вариативность и точная воспроизводимость покрытий с заданными свойствами.