Aerogel-Scheibe bietet beste Wärmedämmung
Materialwissenschaftler der University of Colorado bringen transparente Zellulose zum Einsatz
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Neue Doppelscheibe dämmt und ist hochtransparent (Foto: colorado.edu) |
Boulder (pte002/21.03.2023/06:05)
Doppelscheiben mit einem 2,5 Zentimeter großen Zwischenraum, der mit einem neuartigen durchsichtigen Aerogel gefüllt wird, isoliert genauso gut wie eine isolierte solide Wand. Das Gel hat ein Team von Physikern und Materialwissenschaftlern der University of Colorado entwickelt. Doppelscheiben, die heute eingesetzt werden, sind meist mit Luft, manchmal auch mit einem Edelgas gefüllt. Doch diese erfüllen nicht die hohen Anforderungen an die Wärmedämmung.
Wasser, Ethanol und Hitze
Um das Aerogel, das sehr viel isolierende Luft enthält, herzustellen, hat das Team Nanofasern aus Zellulose, ein natürlicher Bestandteil von Holz, in Wasser eingeweicht. Die mit Wasser vollgesogenen Nanofasern haben die Forscher dann in Ethanol getaucht. Anschließend erhitzten sie die Nanofasern unter Druck in einem Ofen. So wurde das Ethanol aus den Poren gedrängt und durch Luft ersetzt. Schließlich beschichteten die Experten die wegen ihrer winzigen Dimensionen transparenten Nanofasern mit einem wasserabweisenden Material, damit zwischen die Glasscheiben mit den Fasern keine Feuchtigkeit eingeschleppt werden konnte, die die Transparenz reduzieren könnte.
Erste Tests haben gezeigt, dass das silanisierte Cellulose-Aerogel (SiCellA), wie die Entwickler es nennen, eine Lichtdurchlässigkeit im sichtbaren Bereich von 97 Prozent bis 99 Prozent aufweist, was besser ist als Fensterglas. Um ein angenehmes Raumklima zu gewährleisten, verbrauchen Gebäude ungefähr 40 Prozent der weltweit benötigten Energie. In Bezug auf die passive Isolierung von Gebäudeinnenräumen gegen Kälte und Hitze sind Fenster und Oberlichter die am wenigsten effizienten Teile der Gebäudehülle, da es bis zur Entwicklung von SiCellA nicht gelungen ist, gleichzeitig eine hohe Transparenz und Wärmedämmung der Verglasung zu erreichen.
Klassische Aerogele ungeeignet
Aerogele sind hochwärmeisolierende Materialien, die ein breites Spektrum von Anwendungsmöglichkeiten bieten - von der Rohrisolierung bis zum Mars-Rove. Normalerweise sind sie jedoch zerbrechlich und streuen das Licht stark, sodass sie bisher als Wärmedämmmaterial in Doppelscheiben nicht infrage kamen.
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