Pigmentblüten verringern Energieverbrauch
Dynamisches System entwickelt - Mineralöl und gefärbtes Wasser spenden effektiv Schatten
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Blüten aus pigmentiertem Wasser zur Verschattung (Foto: Raphael Kay, Charlie Katrycz, utoronto.ca) |
Toronto (pte002/29.07.2022/06:05)
Ein dynamisches Beschattungssystem von Forschern der University of Toronto http://utoronto.ca könnte helfen, den Energieverbrauch von Wohn- und Bürogebäuden deutlich zu verringern. Projektleiter Ben Hatton und sein Team haben sich bei der Entwicklung des Schattenspenders von Krill-Kaut inspirieren lassen.
Pigmentwanderung unter Haut
Krill sind winzige Meeresorganismen, die normalerweise transparent sind, aber die Fähigkeit haben, Pigmente in den Zellen unter ihrer Haut zu bewegen, sodass sie dunkler werden, um sich vor UV-Schäden durch Sonnenlicht zu schützen. Das wollte das Team auf Fenster und Gebäudefassaden übertragen. Der Prototyp besteht aus optofluidischen Zellen, die zwischen transparent und undurchsichtig wechseln können und dabei relativ wenig Energie verbrauchen. Im Inneren der Zelle befindet sich eine ein Millimeter dicke Schicht Mineralöl zwischen zwei Kunststoffplatten. Zum Verschatten wird eine kleine Menge Wasser, das ein Pigment enthält, in die Zelle injiziert, wodurch eine dunkel gefärbte blütenähnliche Struktur entsteht.
Je mehr pigmentiertes Wasser eingepumpt wird, desto größer werden die Blüten. Niedrige Mengen sorgen für kreisförmige Muster, während größere Mengen verzweigte baumartige Strukturen erzeugen. Das Pigment wird, wenn keine Verschattung mehr gewünscht ist, wieder herausgepumpt, um die Zelle in ihren transparenten Zustand zurückzuversetzen. "Wir interessieren uns dafür, wie sich eingeschlossene Flüssigkeiten grüner, nachhaltiger Chemikalien verwenden lassen, um Materialeigenschaften zu verändern. Sie sind sehr vielseitig. Wir können nicht nur die Größe und Form des Wassers in jeder Zelle kontrollieren, sondern auch die chemischen und optischen Eigenschaften des Farbstoffs im Wasser abstimmen. Jede Farbe und jede Deckkraft sind machbar", so Hatton.
30 Prozent weniger Energie nötig
Die forscher haben eigenen Angaben nach festgestellt, dass ihr System den Energiebedarf für Heizung und Kühlung um bis zu 30 Prozent reduzieren kann. Hattons wissenschaftlicher Mitarbeiter Raphael Kay: "Der Hauptgrund dafür ist, dass wir eine viel feinere Kontrolle über das Ausmaß und den Zeitpunkt des Sonnenschutzes haben. Unser System ist analog zum Öffnen und Schließen von hunderten von winzigen Jalousien an verschiedenen Orten und zu verschiedenen Zeiten. All das erreichen wir mit einfacher, skalierbarer und kostengünstiger Hydraulik."
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