Ein Forscherteam hat ein nahezu transparentes Isolationsmaterial entwickelt, das Wärmeverluste von Fenstern reduzieren soll. Es funktioniert ähnlich wie die Hightech-Version einer Luftpolsterfolie ohne die Sicht zu beeinflussen.
Verglaste Fenster gelten seit jeher als energetische Schwachstellen von Gebäuden. Denn über die verglasten Flächen entweicht vor allem im Winter wertvolle Heizwärme nach außen. Im Sommer wiederum kann die Hitze von außen ungehindert eindringen.
Selbst moderne Doppel- oder Dreifachverglasungen können diesen Effekt nur begrenzen. Andere Isolationsmaterialen verschlechtern außerdem meist auch Sicht und Lichtdurchlässigkeit.
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Forcher der University of Colorado Boulder hat mit dem „Mesoporous Optically Clear Heat Insulator“ (MOCHI) nun ein nahezu transparentes Isolationsmaterial entwickelt, das diese Probleme herkömmlich verglaster Fenster eliminieren könnte. Denn es hindert Wärme effektiv daran, durch Fenster zu entweichen – und beeinträchtigt dabei die Sicht nicht.
Diese Fensterisolierung sorgt für weniger Heizverluste
Die Innovation der Forscher könnte die Energieeffizienz von Gebäuden deutlich verbessern. Dabei basiert sie auf einem ähnlichen System wie Luftpolsterfolie. Das Material ist hauchdünn und fast vollständig transparent. Es kann auf der Innenseite jedes Fensters angebracht werden und so die Wärmedämmung verbessern, ohne dabei die Sicht zu beeinträchtigen.
„Um den Wärmeaustausch zu blockieren, kann man die Wände dick isolieren, aber Fenster müssen transparent sein“, erklärt Ivan Smalyukh, leitender Autor der Studie und Professor für Physik an der CU Boulder. „Es ist wirklich schwierig, transparente Isoliermaterialien zu finden.“
Bei dem MOCHI-Material handelt es sich um ein Silikongel, das Luft durch ein Netzwerk winziger Poren einfängt. Diese Poren sind um ein Vielfaches dünner als ein menschliches Haar, die eingefangenen Luftblasen können Wärme blockieren.
Das Material ist laut den Forschern so effektiv, dass eine nur fünf Millimeter dicke MOCHI-Folie es ermöglicht, eine Flamme in der Handfläche zu halten.
Präzise Steuerung von Luftblasen ermöglicht Isloierung
Smalyukh vergleicht das MOCHI-Material mit bereits etablierten Aerogelen. Diese Art von Isoliermaterial ist weit verbreitet und arbeitet ebenfalls mit Lufteinschlüssen.
Bei Aerogelen sind diese Luftblasen jedoch meist zufällig verteilt und wenig lichtdurchlässig. Das Material ist meist trüb und reflektiert Licht. Diese Probleme kann das Forscherteam der University of Colorado Boulder mit seinem MOCHI-Material beheben.
„Die Moleküle haben keine Möglichkeit, frei miteinander zu kollidieren und Energie auszutauschen“, erklärt Smalyukh. „Stattdessen stoßen sie gegen die Wände der Poren.“ Gleichzeitig reflektiert das MOCHI-Material nur etwa 0,2 Prozent des einfallenden Lichts.
Aktuell befindet sich das Material noch in der Laborphase und ist nicht für Verbraucher erhältlich. Die Forscher sehen allerdings viele Verwendungsmöglichkeiten, auch für die Energiegewinnung Sonneneinstrahlung.
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