Ramen kunnen helpen tegen de opwarming van de aarde

Een internationale samenwerking ontwikkelt coatingmaterialen die van ramen betere isolatoren kunnen maken.

 

 

Een Frans-Japanse onderzoekssamenwerking heeft metalen nanocomposietcoatings vervaardigd die de isolerende eigenschappen van vensterglas verbeteren. De nieuwe coating verhindert de doorgang van een aanzienlijk deel van de nabij-infrarode (NIR) en ultraviolette stralen (uv), terwijl tegelijkertijd zichtbaar licht wordt doorgelaten. De bevindingen zijn gepubliceerd in het tijdschrift Science and Technology of Advanced Materials.

"Hoewel de fabricage van een commercieel product nog ver weg is, toonde ons werk een aanzienlijke verbetering aan van de uv- en NIR-blokkerende eigenschappen in vergelijking met eerder onderzoek," zegt chemicus in vaste stoffen Fabien Grasset, onderzoeksdirecteur bij het Franse nationale centrum voor wetenschappelijk onderzoek (CNRS).

"Gebouwen nemen een groot deel van het wereldwijde energieverbruik voor hun rekening," legt Grasset uit, "waarbij een groot deel van het jaarlijkse energieverbruik van een standaardgebouw naar koel- en/of verwarmingssystemen gaat om de binnentemperatuur op een comfortabel niveau te houden." Wetenschappers zoeken naar manieren om vensterglascoatings te ontwikkelen die de binnenkomst van NIR-straling kunnen blokkeren, zodat gebouwen, en zelfs auto's, minder energie kunnen verbruiken om het binnen koel te houden. Dit moet echter gebeuren op een manier die zichtbaar licht nog steeds toelaat. Idealiter zouden ook schadelijke uv-stralen worden geblokkeerd.

Daartoe heeft de internationale Frans-Japanse onderzoekssamenwerking nanocomposieten op basis van niobium-tantaal-clusterverbindingen met chloride- of bromide-ionen vervaardigd en de prestaties ervan geanalyseerd.

Zij ontdekten dat nanoclusters op basis van chloride de beste prestaties leverden wat betreft het blokkeren van NIR- en uv-stralen en het doorlaten van zichtbaar licht. De NIR- en uv-blokkering door de nanoclusters was afhankelijk van hun concentratie, dispersie en oxidatietoestand. Door deze parameters af te stellen, kon het team de prestaties van de nanoclusters verbeteren.

De nanoclusters werden gedispergeerd in een polyvinylpyrrolidone (PVP) matrix die vervolgens werd gecoat op indium-tin-oxide (ITO) glas. De combinatie verhoogde de doorlaatbaarheid van zichtbaar licht en verminderde die van NIR- en uv-stralen, in vergelijking met eerder onderzoek. "Dit zijn veelbelovende coatingmaterialen die de meest lastige NIR-golflengten blokkeren," zegt Grasset.

"We hebben een lange geschiedenis van Japans-Franse samenwerking," vervolgt hij. "We waren er al van overtuigd dat we sterker staan door samen te werken door onze verschillende culturen en denkwijzen te vermengen. Het internationale LINK-project heeft deze overtuiging nog versterkt. We zullen ons best blijven doen om verdere vooruitgang te boeken bij het vinden van oplossingen voor het probleem van de opwarming van de aarde."