Forscher der Australian National University (ANU) haben ein Nanomaterial entwickelt, dessen Reflektivität sich mittels Temperatur steuern lässt – das also nach Bedarf spiegelt oder lichtdurchlässig ist. [...]
Laut dem Team ist es möglich, mit der Entwicklung diverse Oberflächen zu beschichten. Denkbar sei beispielsweise, dass Raumanzüge damit Astronauten vor Strahlung schützen. Doch auch für den irdischen Alltag könnte die Entwicklung interessant sein, beispielsweise in Form funktioneller Fenster im Eigenheim.
Schutz vor Strahlung
Bei der ANU-Entwicklung handelt es sich um Metaoberflächen, deren Lichtdurchlässigkeit dank bestimmter Materialeigenschaften von Silizium über die Temperatur gesteuert werden kann. Dabei ist eine Materialschicht dünn genug, dass mehrere hundert auf eine Nadelspitze passen würden. „Diese Erfindung hat viele mögliche Anwendungen, wie den Schutz von Astronauten und Satelliten vor gefährlicher UV- oder IR-Strahlung in verschiedenen Umgebungen“, meint Teamleiter Mohsen Rahmani. Da bisherige Lösungen auf dicke Filter setzen, um schädliche Strahlung abzuhalten, könne die Entwicklung Toleranzgrenzen deutlich erhöhen.
Bei der ANU-Entwicklung handelt es sich um Metaoberflächen, deren Lichtdurchlässigkeit dank bestimmter Materialeigenschaften von Silizium über die Temperatur gesteuert werden kann. Dabei ist eine Materialschicht dünn genug, dass mehrere hundert auf eine Nadelspitze passen würden. „Diese Erfindung hat viele mögliche Anwendungen, wie den Schutz von Astronauten und Satelliten vor gefährlicher UV- oder IR-Strahlung in verschiedenen Umgebungen“, meint Teamleiter Mohsen Rahmani. Da bisherige Lösungen auf dicke Filter setzen, um schädliche Strahlung abzuhalten, könne die Entwicklung Toleranzgrenzen deutlich erhöhen.
Das Nanomaterial lässt sich für verschiedene Spektralbereiche optimieren, darunter auch sichtbares Licht. Daraus ergibt sich Potenzial auch für alltäglichere Anwendungen, beispielsweise im Eigenheim und für Energiesparzwecke. „Man könnte ein Badezimmerfenster haben, das bei Bedarf zum Spiegel wird, oder die Lichtmenge, die durch Fenster dringt, abhängig von der Jahreszeit steuern“, erklärt der ANU-Physiker Andrey Miroshnichenko.
Einfach wie Enteisen
Die Temperatur-Steuerung der Materialeigenschaften ist laut ANU-Physiker Lei Xu kosteneffizient und gezielt möglich. Dazu könnte eine lokalisierte Heizung zum Einsatz kommen. „So ähnlich, wie ein Auto eine Reihe paralleler Widerstandsdrähte in der Heckscheibe hat, um diese zu enteisen, könnte bei unserer Erfindung eine vergleichbare Lösung zum Einsatz kommen, um die Temperatursteuerung auf einen bestimmten Bereich zu begrenzen“, erklärt er.
Die Temperatur-Steuerung der Materialeigenschaften ist laut ANU-Physiker Lei Xu kosteneffizient und gezielt möglich. Dazu könnte eine lokalisierte Heizung zum Einsatz kommen. „So ähnlich, wie ein Auto eine Reihe paralleler Widerstandsdrähte in der Heckscheibe hat, um diese zu enteisen, könnte bei unserer Erfindung eine vergleichbare Lösung zum Einsatz kommen, um die Temperatursteuerung auf einen bestimmten Bereich zu begrenzen“, erklärt er.
Bislang haben die Forscher ihr Nanomaterial nur im Labor erprobt und die Entwicklung im Journal „Advanced Functional Materials“ vorgestellt. Bis zur praktischen Anwendungen muss es aber gar nicht so lange dauern. Mit den richtigen Investitionen sollte es möglich sein, das Nanomaterial in zwei bis drei Jahren wirklich im Einsatz zu haben, so Rahmani gegenüber „The Australian“.
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