Проходит ли ультрафиолет через стекло, Можно ли загорать сквозь стекло? Старый вопрос с ответом
Эту технологию использовали для изготовления спектрально-селективных полимерных пленок. Первый — это ультрафиолетовые лучи. Правильно, солнце не просто дает нам свет, оно фактически убивает все вредные бактерии в вашем доме.
Оно хорошо пропускает все солнечное излучение, кроме части ультрафиолетового. Спектры пропускания 1 , 2 и отражения 3 , 4 бесцветного стекла 1 , 3 и стекла с мягким низкоэмиссионным покрытием 2 , 4 в сравнении со спектром 5 солнечного излучения на земной поверхности [ 2 ].
Для стекол часто используют оптические характеристики, усредненные по отдельным диапазонам солнечного излучения ультрафиолет, видимый свет, ближнее и дальнее инфракрасное излучение или по всему диапазону солнечного излучения. При этом используют соответствующие нижние индексы. Снижение пропускания БИК излучения стеклом достигается с помощью мягкого низкоэмиссионного покрытия, которое наносят на флоат-стекло вакуумным магнетронным напылением [ 2 — 4 ].
Основу низкоэмиссионного покрытия составляет трехслойная структура, состоящего из слоя серебра, размещенного между двумя слоями содержащих свободные электроны оксидов.
Эффект спектрального пропускания видимой и ближней инфракрасной частей солнечного излучения достигается за счет явления интерференции электромагнитных волн, вызванного наличием свободных электронов в этих трех слоях. Дополнительные слои наносят для защиты слоя серебра от окисления, улучшения образования серебряной пленки, повышения оптических свойств, стабильности и механической стойкости покрытия [ 3 , 4 ]. В конечном итоге покрытие обычно состоит из 5—6 слоев с одним слоем серебра толщиной 10—15 нм при общей толщине покрытия 50—80 нм.
Покрытие с одним слоем серебра называется теплозащитным и его в однокамерном стеклопакете помещают на 3-ю поверхность — на внутреннюю поверхность внутреннего стекла. Спектры пропускания и отражения такого покрытия изображены в виде кривых 2 и 4 на рис. Низкоэмиссионное покрытие с одним слоем серебра практически полностью отражает тепловое излучение 2. Тем самым сокращаются потери теплоты излучением из помещения через окно в холодный зимний период.
Для уменьшения поступления через окно солнечного БИК излучения на стекло наносят спектрально-селективное солнцезащитное низкоэмиссионное покрытие. Его изготавливают нанесением дополнительных второго и третьего слоев серебра вместе со вспомогательными слоями.
При увеличении числа слоев серебра увеличивается отражение БИК излучения рис. Отдельная серебряная пленка без дополнительных слоев не пропускает видимый свет и для стекла с одной серебряной пленкой точка а — точка пересечения кривых 1 и 3 — находилась бы в области УФ-излучения слева от диапазона видимого света. Спектры пропускания 1 , 2 и отражения 3 , 4 низкоэмиссионных стекол с одним 1 , 3 и тремя 2 , 4 слоями серебра производства компании Saint Gobain [ 5 ]. Нужно отметить, что промышленная технология вакуумного магнетронного напыления низкоэмиссионных покрытий на стекла оконного формата отработана сравнительно недавно — в е гг.
Эту технологию использовали для изготовления спектрально-селективных полимерных пленок. Такие пленки наклеивают на оконные и автомобильные стекла. Прозрачная полимерная пленка обычно имеет толщину 75 мкм и выполняется из политэтилентерафталата, полиэфира или арамидной ткани кевлар. Оптические свойства спектрально-селективных стекол и пленок с низкоэмиссионным покрытием аналогичного состава примерно одинаковы, так же как и их стоимости.
Для пленок, наклеенных на бесцветное стекло толщиной 3 мм, основные оптические характеристики приведены в табл. Стекла и пленки со спектрально-селективным солнцезащитным покрытием обладают свойствами ИК-фильтров, но имеются серьезные недостатки: высокая стоимость см. В этот диапазон попадают радиоволны. В настоящее время, когда практически каждый человек пользуется мобильным устройством, экранирование радиосвязи окнами является серьезным недостатком.
Начало XXI в. Были выявлены удивительные оптические свойства наночастиц НЧ , а именно, их способность селективно взаимодействовать со светом, которая изменяется в зависимости от диапазона излучения и размеров НЧ [ 7 ]. Появилась возможность изготавливать материалы, которые могут выборочно ослаблять нужные части спектра падающего излучения. Первые работы, посвященные изучению плазмонных колебаний в НЧ, опубликованы в начале XX в.
К началу XXI в. Свойства оптических явлений в металлических НЧ определяются в результате решения уравнений Максвелла с соответствующими граничными условиями на поверхности раздела.
Такие решения, полученные еще в начале ХХ в. В металлах имеются свободные электроны, которые образуют электронный газ облако высокой плотности. Плотность электронов в золоте Au — 5. В НЧ металлов свободные электроны могут совершать коллективные колебания под воздействием внешнего электромагнитного поля.
Свет с частотой ниже плазменной от металлической поверхности отражается, потому что электроны в металле экранируют электрическое поле световой электромагнитной волны. В большинстве металлов плазменная частота находится в УФ области спектра, делая их отражающими блестящими в видимом диапазоне, а также непрозрачными для теплового и БИК излучения, и для радиоволн.
Локализованный плазмон — коллективное возбуждение колебаний электронного газа и электромагнитного поля в металлических НЧ рис. Такие НЧ называют плазмонными. Схема локализованного плазмона в металлических сферических наночастицах. Переменное электрическое поле световой волны периодически вытесняет облако свободных электронов к поверхности НЧ, которые затем испытывают восстанавливающее воздействие со стороны кристаллической решетки положительно заряженных ионов.
Между их величинами выполняется соотношение:. Соотношение 2 справедливо для сферических НЧ. Свойства локализованных плазмонов критически зависят от формы НЧ, что позволяет настраивать систему их резонансов на эффективное взаимодействие со светом.
При резонансе происходит резкое увеличение поглощения энергии падающего излучения и преобразование ее в энергию колебаний электронного облака.
Поглощенное излучение затем абсорбируется или рассеивается. Абсорбция — необратимый процесс, в котором некоторая часть энергии падающего света преобразуется в тепло обычно в виде резистивных потерь при колебании электронов внутри НЧ. Рассеяние — процесс, в котором энергия падающего света сохраняется, но направление излучения при этом изменяется. Сечение поглощения описывает поглощенную в НЧ энергию и выражается через отношение поглощенной энергии к потоку энергии на сечение НЧ в падающей волне.
Сечение рассеяния характеризует ту часть падающей на НЧ энергии, которая после взаимодействия с ней рассеивается в различных направлениях. Взаимодействие НЧ с потоком падающего света в значительной мере определяется их размером рис. Зависимость сечения поглощения помещенной в воду золотой сферической частицей от длины волны облучения при различных радиусах R частицы [ 8 ].
У приведенных на рис. НЧ поглощает больше энергии, чем на нее падает — она не только не пропускает свет, но и прихватывает часть из проходящего мимо потока. С изменением размера НЧ изменяется не только общая величина ослабления потока энергии сечение экстинкции , но изменяется также и соотношение между долями поглощенной и рассеиваемой энергии. Резонанс имеет место в НЧ радиусом около 40 нм. Для НЧ радиусом меньше 50 нм преобладает поглощение, для более крупных НЧ преобладает рассеяние света.
Во всех вариантах НЧ и поглощают, и рассеивают значительно больше энергии, чем падает на них. Наглядное представление об изменении характера взаимодействия НЧ с потоком света при изменении длины волны и переходе через резонанс приведено на рис. Поток света направлен слева. Белые линии — это линии потока энергии. Белые сплошные линии изображают линии потока энергии.
Штриховые линии показывают вихревую структуру. В варианте на рис. НЧ практически не вносит возмущения в поток и поэтому почти невидима. Большинство линий потока энергии проходят мимо НЧ и лишь немногие из них заканчиваются внутри НЧ. Многие линии потока энергии заканчиваются внутри НЧ, характеризуя большие потери вследствие поглощения.
Основная часть из них входит спереди, и небольшая часть — сзади. При дальнейшем увеличении сечений поглощения и рассеяния линии тока приобретают вихревой характер. В первом варианте длина волны меньше длины волны резонанса, во втором — больше. В обоих режимах поток энергии около НЧ существенно возмущен. Режимы отличаются характером и направлением вихрей. В первом варианте поток энергии сначала проникает внутрь НЧ около ее центральной линии, проходит сквозь нее, на выходе потоки разделяются и затем по спиральной траектории несколько раз проходят сквозь нее.
Во втором варианте поток энергии сначала огибает НЧ снаружи, входит в нее с тыла вдоль центральной линии и затем несколько раз проходит сквозь НЧ по спиральной траектории. Направления вихрей в двух вариантах противоположные. Приведенные на рис. При переходе от варианта на рис. В последних двух вариантах основная доля энергии, входящей слева в поле рисунка, поглощается НЧ. При ЛПР напряженность локального электрического поля на поверхности НЧ может в десятки раз превышать напряженность падающего поля.
Электрическое поле высокой интенсивности внутри НЧ приводит к эффекту резонансного поглощения в металле и к интенсивному нагреванию НЧ [ 10 ]. В настоящее время обычно используют металлические НЧ из благородных металлов серебро, золото , на поверхности которых не образуется оксидная пленка. Серебро создает наиболее интенсивный ЛПР. Такие НЧ обладают следующими свойствами: взаимодействуют с солнечным излучением в диапазоне видимого света и пропускают БИК излучение, большая стоимость металлических НЧ.
Стоимость золотых сферических НЧ диаметром 10 нм примерно в раз выше стоимости металла, из которого они сделаны [ 7 ], используются там, где стоимость не имеет существенного значения. Чрезмерно высокая стоимость золотых и серебряных НЧ ограничивает их применение даже в тех случаях, когда эффективность их использования достаточно высока. Легирование металлами не проводящих электричество материалов позволяет изменять концентрацию электронов в них на уровне 10 18 —10 22 cm —3 и тем самым регулировать длину волны ЛПР в диапазоне от видимого света до БИК излучения в соответствии с соотношением 2.
ИК фильтры с использованием диспергированных плазмонных наночастиц ДПНЧ из легированных оксидных материалов обладают рядом преимуществ: высокое светопропускание в сочетании с низким поступлением солнечной теплоты, прозрачность для радиоволн, низкая стоимость. В период с по гг. Основополагающие результаты получены сотрудниками японской компании Sumitomo Metal Mining Co. В последующие годы число таких исследований существенно возрастает.
Обобщение результатов исследований свойств и методов изготовления НЧ из легированных металлических оксидов выполнено в обзорных работах [ 12 , 13 ], список использованных источников в которых содержит и наименований соответственно.
Однако все эти материалы обладают индивидуальными недостатками. НЧ редкоземельных гексаборидов сложны в изготовлении. Кроме того, индий редкий и достаточно дорогой металл. В ходе исследований и сравнений было установлено, что лучшими свойствами обладают вольфрамовые оксидные бронзы M x WO 3.
ДПНЧ ослабляют проходящее излучение в узком диапазоне около резонансной частоты [ 14 ]. Положение максимума полосы ослабления соответствует резонансной частоте, в основном определяется концентрацией свободных электронов, и сдвигается влево по мере ее увеличения.
Здесь следует отметить значительно превышающую остальные ширину полосы ослабления вольфрамовой оксидной бронзы Cs х WO 3. Нормализованные спектры оптического ослабления ДПНЧ в растворах и полимерных пленках [ 14 ].
При начальном увеличении содержания легирующей добавки до некоторой оптимальной величины концентрация свободных электронов возрастает и спектр ослабления перемещается влево в сторону более коротких волн. При дальнейшем увеличении концентрации легирующей добавки спектр ослабления перемещается обратно вправо.
Значительное влияние на положение максимума полосы поглощения оказывает также и размер НЧ. При этом полоса поглощения расширяется.
За счет изменения концентрации легирующих добавок, размеров и формы НЧ можно в широких пределах изменять и регулировать характер ослабления рассеяние или поглощение , а также его положение в диапазоне солнечного излучения, где происходит это взаимодействие. Гексаборид лантана LaB 6. SMM в г.
Подробная история развития исследований, патентования, наиболее содержательные результаты по оптическим свойствам и исчерпывающая библиография по этому вопросу приведены в работах [ 1 , 11 , 17 ]. Готовый продукт состоит из твердых частиц со средним размером нм. Для получения НЧ порошок размалывали в шаровой мельнице. Форма полученных НЧ значительно отличается от сферической при существенном разбросе их размеров.
Суспензия порошка в акриловом полимере равномерно распределяется по поверхности пленки из полиэтилентерефталата ПЭТ толщиной 50 мкм и подвергается полимеризации под воздействием УФ излучения. В итоге на поверхности ПЭТ пленки образуется полимерная акриловая пленка толщиной 8. Порошок фиолетово-черного цвета, при добавлении в прозрачную пленку придает пленке зеленоватый оттенок. Уникальные спектрофотометрические данные получены с использованием интегрирующей сферы при нескольких положениях исследуемого образца.
Просто нужна инфа по пленке. Если стоимость "не кусается", готов попробовать. Ролд 9 - Balshoi 10 - Moby Dick, 9 правду говорит, обычное стекло защищает от ультрафиолета, и очки солнечные лучше из стекла, это гарантия что глаза не испортиш Moby Dick 11 - Но ведь реально на практике через "зеленое стекло" руки греет, а через тонированное нет.
Юрка 12 - Moby Dick 14 - Если бы стекло само по себе, как материал, не пропускало УФ, то наверняка производители автостекол не стали бы выпускать стекла "обычные" и с "защитой от УФ". Moby Dick 15 - Moby Dick 17 - Для информации: " Линзы из кронового стекла могут использоваться в качестве солнцезащитных фильтров только после нанесения качественных вакуумных покрытий Moby Dick 18 - Moby Dick 19 - Moby Dick 21 - Moby Dick 22 - Moby Dick 25 - Мне нужна пленка.
Moby Dick 26 - Кто подскажет где такое делают? Автор, тебе сказали, зря заморачиваешься с УФ. Обычное лобовое стекло почти весь УФ задерживает потому само и греется. То от чего греется парприз это ИК, который хорошо фильтруется даже тонким слоем воды ну это не по нашей теме и специальным атермальным стеклом зеленоватое такое.
Базимыч 29 - У меня стекла зеленоватые, но тепло через них чувствуется. Циперус 30 - Они даже самой слабой пленке проигрывают. Проверь на солнце. TMV 31 - Не уверен, но слышал следующие: Окрас стекла в зелёный или синий цвет не говорит ни о чём кроме некотором повышении контраста. Атермальные стекла - задерживают ИК лучи нагреваясь сами. Получить смуглый оттенок кожи загар в помещении через стекло окна не возможно. Есть как дополнительная опция атермальные отражающие ИКлучи стекла, синеватые.
По принципу обычного зеркала в термосе, не задерживают а отражают ИК лучи. Краткий ликбез для справки: Лучи могут отражаться от стекла, тогда стекло будет иметь зеркальный блеск. Чем больше блеск, тем больше отразилось лучей. Могут поглощаться, тогда стекло будет иметь цветной или нейтральный темный оттенок и будет нагреваться от ИК лучей.
Чем темнее стекло тем больше оно поглотило лучей, тем меньше пропустило сквозь себя. Могут проходить насквозь, тогда будет чувствоваться тепло ИК лучей. Все что мы видим визуально это видимый спектр, от красного до фиолетового по-радуге.
То что мы чувствуем как тепло это ИК как от костра , это то, что за красным. То от чего кожа загорает это УФ, это то, что за фиолетовым. Наверное навание сродни названию "климатическая установка".
Например если машина проистоит в пеклепод солнцем полдня - панели салона будет тёплыми ли даже горячеватыми вроде как этот нагрев больше от воздуха , но не будут раскалёнными. Себе ещё не делал, но собираюсь бахнуть к лету. Иванович 36 - Проблемы с ГАИ будут - нанесение любых покрытий запрещено.
Смысла в этом нет никакого - автостекло задерживает практически все УФ Кто сможет предоставить кусочек "настоящей пленки" защищающей от УФ - результат теста выложу Примитивный тест вы можете и сами сделать - сунув оную пленку в машинку для проверки подлинности купюр Зеленоватые стекла не обязательно атермальные, а вот атермальные имеют оттенок.
