Inteligentné sklo s nanočasticovým povlakom na modernej budove umožňujúce reguláciu slnečného a tepelného žiarenia.
Nano Svet

Inteligentné sklo a nanočastice / Nano Magazín

Inteligentné sklo: dokážu nanočastice chladiť budovy?

Moderné budovy potrebujú dostatok prirodzeného svetla, no veľké presklené plochy môžu v lete výrazne prispievať k prehrievaniu interiéru. Inteligentné sklo využívajúce pokročilé povlaky a nanočastice ponúka nové možnosti, ako regulovať prestup tepla bez zbytočného obmedzenia denného svetla.

Výskum z mája 2026

Vedci publikovali štúdiu, v ktorej skúmali priehľadné povlaky z pevných a dutých častíc oxidu kremičitého. Výsledky ukázali, že vhodne navrhnutá štruktúra povlaku môže zlepšiť schopnosť skla vyžarovať tepelné žiarenie a zároveň obmedziť nežiaduce zmeny jeho viditeľnej priehľadnosti.

Prečo sa moderné budovy prehrievajú

Sklenené fasády patria medzi charakteristické prvky modernej architektúry. Umožňujú prirodzené osvetlenie, vytvárajú otvorený priestor a znižujú potrebu umelého svietenia počas dňa.

Majú však aj nevýhodu. Slnečné žiarenie prechádzajúce cez sklo prináša do interiéru energiu. Tá sa absorbuje v podlahách, nábytku a ďalších povrchoch, ktoré sa následne zohrievajú. Pokiaľ je tepelný zisk vysoký, vnútorná teplota môže stúpať aj pri kvalitne izolovanej budove.

Problém je výraznejší pri veľkých južne a západne orientovaných presklených plochách, najmä počas letných popoludní.

Bežnými riešeniami sú vonkajšie žalúzie, tienenie, špeciálne izolačné zasklenie a klimatizácia. Výskumníci však hľadajú aj ďalšie možnosti. Jednou z nich je inteligentné sklo, ktoré cielene ovplyvňuje prechod slnečného a tepelného žiarenia.

Ako inteligentné sklo pracuje s teplom

Základom je rozdiel medzi jednotlivými druhmi elektromagnetického žiarenia. Slnečné svetlo obsahuje viditeľné žiarenie, ultrafialovú zložku aj blízke infračervené žiarenie.

Na druhej strane teplé predmety a stavebné povrchy vyžarujú energiu najmä v oblasti dlhších infračervených vlnových dĺžok.

Inteligentné sklo môže byť navrhnuté tak, aby prepúšťalo veľkú časť viditeľného svetla, obmedzovalo nežiaduci slnečný tepelný zisk a v určitých konštrukciách podporovalo odvod tepla smerom do vonkajšieho prostredia.

Takéto inteligentné sklo predstavuje jeden z možných spôsobov, ako v budúcnosti kombinovať prirodzené osvetlenie s lepšou kontrolou teploty. Jeho účinnosť však musí byť posudzovaná v rámci celej konštrukcie okna.

Čo je pasívne radiačné chladenie?

Pasívne radiačné chladenie využíva prirodzené vyžarovanie tepla z povrchu. Dôležitá je pritom oblasť infračerveného spektra približne od 8 do 13 mikrometrov, označovaná ako atmosférické okno.

V tejto oblasti môže časť tepelného žiarenia prechádzať atmosférou smerom do vesmíru. Správne navrhnutý povrch tak dokáže vyžarovať energiu bez elektricky poháňaného chladiaceho zariadenia.

Skutočný chladiaci účinok však závisí aj od slnečného žiarenia, teploty okolia, vlhkosti, oblačnosti a vlastností celej konštrukcie. Samotná vysoká infračervená emisivita preto automaticky neznamená chladnejší interiér.

Čo ukázal vedecký výskum v roku 2026

Výskum zverejnený v časopise Advanced Materials Interfaces sa zameral na povlaky obsahujúce častice oxidu kremičitého SiO₂. Vedci porovnávali pevné a duté guľovité častice, ktoré umiestnili na sklenené podklady.

Sledovali najmä to, ako priemer častíc, veľkosť ich dutého jadra a hrúbka obalu ovplyvňujú odraz viditeľného aj infračerveného žiarenia.

Ukázalo sa, že samotná prítomnosť nanočastíc nestačí. Rozhodujúca je aj ich geometria. Niektoré štruktúry môžu zlepšiť infračervené vlastnosti povrchu, ale zároveň zhoršiť jeho optické vlastnosti.

65 % Až takéto relatívne zníženie odrazivosti v atmosférickom okne dosiahli vybrané pevné častice. Súčasne však výraznejšie vzrástla odrazivosť viditeľného svetla.
35 % Až takéto zníženie infračervenej odrazivosti dosiahli vybrané duté častice pri malých zmenách odrazivosti viditeľného svetla.

Tieto údaje nepredstavujú percentuálnu úsporu elektriny ani pokles vnútornej teploty budovy. Opisujú konkrétne optické vlastnosti skúmaných laboratórnych vzoriek.

Dôležitým výsledkom je najmä poznanie, že vhodná morfológia dutých častíc môže poskytnúť priaznivejšiu rovnováhu medzi infračerveným vyžarovaním a zachovaním viditeľnej priehľadnosti skla.

Prečo práve oxid kremičitý?

Oxid kremičitý patrí medzi široko skúmané materiály používané v optike, elektronike aj ochranných vrstvách. Jeho vlastnosti možno ovplyvňovať vytváraním rôznych mikroskopických a nanometrových štruktúr.

Vedci môžu meniť veľkosť častíc, ich tvar a usporiadanie. Tým ovplyvňujú interakciu povrchu so svetlom a tepelným žiarením.

Inteligentné sklo s nanočasticami na pasívne chladenie budov
Inteligentné sklo a výskum nanočasticových povlakov pre pasívne chladenie.

Aký je rozdiel oproti dnešným oknám

Na trhu už existujú moderné sklá s nízkoemisnými povlakmi, často označované ako low-e sklá. Ich úlohou je znižovať nežiaduce tepelné straty a podľa konkrétneho typu regulovať aj slnečné tepelné zisky.

Takéto riešenia sú bežnou súčasťou energeticky úsporných okien a izolačných sklenených jednotiek.

Novšie experimentálne materiály skúmajú aj odlišné stratégie tepelného manažmentu. Cieľom môže byť účinné vyžarovanie tepla z vonkajšieho povrchu, zachovanie priehľadnosti alebo automatická reakcia materiálu na zmenu teploty.

Napríklad výskum publikovaný v Nature Communications v roku 2025 predstavil termochromický polymér, ktorý mení optické vlastnosti v závislosti od teploty.

Inteligentné sklo s termochromickými vlastnosťami môže automaticky reagovať na zmeny okolitej teploty bez potreby manuálneho ovládania.

Nejde však o jeden univerzálny princíp. Low-e povlaky, termochromické sklá a radiačne chladiace povlaky fungujú rôznymi mechanizmami a pri návrhu budovy môžu plniť odlišné úlohy.

Výskum nie je hotový výrobok

Laboratórne výsledky zatiaľ nepreukazujú, že každý experimentálny nanopovlak dokáže nahradiť klimatizáciu. Pred komerčným využitím je potrebné overiť životnosť, odolnosť voči počasiu, stabilitu optických vlastností, možnosti výroby a účinnosť v reálnych stavebných podmienkach.

Kde by inteligentné sklo mohlo pomôcť

Potenciálne využitie pokročilých povlakov je široké. Zaujímavé sú najmä kancelárske budovy s veľkými presklenými fasádami, administratívne centrá, zimné záhrady a strešné presklenia.

Podobné materiály by v budúcnosti mohli nájsť využitie aj pri solárnych paneloch, kde je riadenie pracovnej teploty dôležité pre prevádzkové vlastnosti zariadenia.

Dôležitá však bude geografická poloha. V horúcich oblastiach môže byť prioritou obmedzenie prehrievania, zatiaľ čo v chladnejšom podnebí je potrebné zohľadniť aj zimné solárne zisky. Povlak výhodný počas leta nemusí byť optimálny počas celého roka.

Má inteligentné sklo význam aj na Slovensku?

Áno, najmä z pohľadu výskumu a budúcich energeticky úsporných technológií. Pri konkrétnej budove však treba hodnotiť orientáciu okien, kvalitu zasklenia, tienenie, klimatické podmienky a celoročnú energetickú bilanciu.

Inteligentné sklo by v budúcnosti mohlo dopĺňať ďalšie opatrenia pri energeticky úsporných budovách. Nemožno však predpokladať, že jeho použitie bude výhodné pri každom type stavby.

Samostatnou oblasťou sú nanoochranné povlaky, ktoré znižujú priľnavosť vody a nečistôt na skle. Tieto riešenia sa zameriavajú predovšetkým na jednoduchšiu údržbu a nemožno im automaticky pripisovať tepelnoizolačné alebo radiačne chladiace vlastnosti.

Viac o praktickom využití ochranných vrstiev sa dozviete aj v oblasti nano ochrany povrchov.

Čo nás čaká v budúcnosti?

Najväčšou výzvou bude spojenie vysokej priehľadnosti, účinného tepelného manažmentu, mechanickej odolnosti a prijateľných výrobných nákladov. Ak sa tieto požiadavky podarí splniť, inteligentné sklo sa môže stať ďalším nástrojom znižovania energetickej náročnosti moderných budov.

Najčastejšie otázky o inteligentnom skle

Čo je inteligentné sklo?

Inteligentné sklo je označenie pre zasklenie schopné špecifickým spôsobom regulovať svetlo, tepelné žiarenie alebo priehľadnosť. Niektoré typy fungujú pasívne, iné používajú elektrické ovládanie.

Dokáže nanopovlak ochladiť miestnosť?

Niektoré experimentálne povlaky môžu podporovať pasívne vyžarovanie tepla. Skutočný vplyv na teplotu miestnosti však závisí od konštrukcie okna, orientácie budovy a klimatických podmienok.

Sú takéto sklá už dostupné?

Na trhu existujú energeticky úsporné, low-e aj niektoré aktívne inteligentné zasklenia. Konkrétne experimentálne povlaky skúmané v štúdii z mája 2026 však nemožno automaticky považovať za komerčne dostupný produkt.

Aký význam majú nanočastice?

Vhodne navrhnuté nanočastice môžu ovplyvňovať rozptyl, odraz a vyžarovanie elektromagnetického žiarenia. Výsledný účinok závisí od materiálu, veľkosti, tvaru a usporiadania častíc.

Nahradí inteligentné sklo klimatizáciu?

Nie je na to dostatok dôkazov. Pokročilé zasklenie môže v určitých podmienkach znižovať potrebu chladenia, no výsledný efekt je potrebné overiť pre konkrétnu budovu.

Záver: budúcnosť skla sa mení

Inteligentné sklo predstavuje zaujímavý smer vývoja moderných stavebných materiálov. Výskum nanočastíc ukazuje, že aj veľmi malé zmeny štruktúry povrchu môžu ovplyvniť jeho optické a tepelné vlastnosti.

Štúdia z roku 2026 priniesla nové poznatky o dutých časticiach oxidu kremičitého a ich potenciáli pre priehľadné radiačne chladiace vrstvy.

Najbližším krokom bude overovanie takýchto technológií v reálnych podmienkach. Až potom bude možné spoľahlivo vyhodnotiť ich ekonomický a energetický prínos.

Ak vás zaujímajú ďalšie inovácie, prečítajte si aj článok Nanotechnológia vo vesmíre: výskum , ktorý predstavuje ďalšie možnosti moderných nanomateriálov.

Overené odborné zdroje

1. Lam, J. A. S. a kol. (2026). Morphology-Controlled Silica Nanoparticle Coatings for Transparent Radiative Cooling. Advanced Materials Interfaces. Otvoriť štúdiu

2. Lee, G. a kol. (2024). Integrated triboelectric nanogenerator and radiative cooler for all-weather transparent glass surfaces. Nature Communications. Otvoriť štúdiu

3. Hydrated ionic polymer for thermochromic smart windows in buildings (2025). Nature Communications. Otvoriť štúdiu

4. U.S. Department of Energy. Window Types and Technologies. Otvoriť zdroj

Odoberajte novinky z Nano Magazínu

Zaujíma vás nanotechnológia, nový výskum a materiály budúcnosti? Prihláste sa na odber ďalších článkov.

Odber Nano Magazínu

Potrebujete nano ochranu povrchov?

Zaujíma vás profesionálne čistenie alebo ochrana skla, keramiky, kovov či ďalších povrchov? Pošlite nám nezáväzný dopyt.

FORMULÁR DOMOV + LANDING PAGE + KONTAKT
7ce7209cfa07660f8bf279c79c8db8596dc04ea9d39ee5f1c62f831ee1c1b381?s=264&d=blank&r=g

Ejrick van Newman

Writer & Blogger

Facebook
Email
Pinterest
LinkedIn

Prečítajte si aj