Feltaláltak egy olyan faalapú ablaküveget, amely a hőmérsékletre reagál. Az anyag legnagyobb előnye az UV-védelem és a sokkal hatékonyabb hőszigetelés.
Dél-koreai kutatók fejlesztettek ki egy olyan faalapú okosablak-koncepciót, amely önállóan képes a fényviszonyok automatikus szabályozására, miközben blokkolja a káros ultraibolya sugárzást és javítja az épületek hőszigetelését.
Az anyag működéséhez nincs szükség elektromos áramra vagy elektronikus alkatrészekre.
A fejlesztést a Hanbat Nemzeti Egyetem és a Kongju Nemzeti Egyetem kutatócsoportjai végezték. Az általuk létrehozott átlátszó fa módosított balsafából és polimerrel diszpergált folyadékkristályokból áll – ez az összetétel ugyanis teszi lehetővé, hogy az anyag a hőmérséklet változásaira reagálva szabályozza az épületek hőáramlását és az ablakokon keresztül bejutó fény mennyiségét.
Az energiahatékony épületek kialakítása továbbra is komoly globális kihívás. Az energiafelhasználás jelentős része mindenhol a fűtésből, a hűtésből és a világításból ered, az okosablakok pedig sokat emlegetett lehetséges megoldás, ám az eddigi termékek többsége külső áramforrásra, érzékelőkre vagy vezérlőrendszerekre támaszkodik. Ez persze csak növeli a költségeket és bonyolítja a műszaki összetettséget.
Az új „átlátszó fa” ettől eltérő megközelítést alkalmaz. Passzív rendszerként működik, és a hőmérséklet alapján változtatja a látható fény áteresztését. A működéséhez nem kell áram, és nem igényel elektronikus vezérlést.
A laboratóriumi tesztek során megfigyelték, hogy az anyag a hőmérséklet emelkedésével átlátszatlan állapotból átlátszóvá válik. Szobahőmérsékleten a látható fény kb. 28 százalékát engedi át, és amikor a hőmérséklete eléri a 40 Celsius-fokot, a fényáteresztés – 550 nanométeres hullámhosszon – nagyjából 78 százalékra nő.
Ez a hőmérséklet által vezérelt működés lehetővé teszi a nappali fény természetes kezelését. Az anyagból készült okosablak csökkenti a vakító fényt és a túlmelegedést, miközben szükség esetén javítja a beltéri megvilágítást. A folyamat alapját a polimerrel diszpergált folyadékkristályok viselkedése adja – ezért nincs szükség külső energiaforrásra.
Az átlátszó fa nemcsak a fény szabályozására alkalmas. A kutatók beszámolója szerint az anyag közel száz százalékban blokkolja a napsugárzás nagy részét kitevő UVA-sugarakat. Ezt az úgynevezett J-aggregációs molekuláris elrendezés teszi lehetővé, ami anélkül védi az emberi bőrt és a belső terek berendezéseit, hogy jelentősen csökkentené a látható fénymennyiséget. A védelem így együtt jár az átláthatóság megtartásával.
A hőszigetelés szintén fontos jellemzője ennek az anyagnak. A faalapú kompozit hővezetési tényezője közel ötször alacsonyabb, mint a hagyományos üvegé.
„A 0,197 W/m·K hővezetési tényezővel rendelkező új biokompozitunk jelentősen lelassítja az épületek hőveszteségét vagy hőnyereségét” – vezette le Dr. Jin Kim, a vonatkozó tanulmány egyik szerzője.
Az anyag egy további, üvegablakokra jellemző problémát is kezel: alacsonyabb hőmérsékleten erősebben szórja a fényt, ami segít megakadályozni, hogy sötétedés után – felkapcsolt beltéri világítás mellett – a belső tér kívülről jól láthatóvá váljon.
A kutatók úgy vélik, hogy az átlátszó fából készült okosablak nem csak lakóingatlanokban és üzleti célú épületekben alkalmazható, hanem a mezőgazdaságban is. Üvegházakban alkalmazva energiafelhasználás nélkül szabályozhatja a napsugárzást és stabilizálja a belső hőmérsékletet. Az egészségügy szintén profitálhat belőle, mivel olyan rugalmas bőrtapaszként is használható, amely átlátszóvá válik, ha a testhőmérséklet meghaladja a 38 Celsius-fokot.
A tudósok hangsúlyozzák, hogy a nagyléptékű alkalmazás előtt további vizsgálatokra van szükség, de már most bizonyos, hogy a módosított fa energiaigény nélkül képes intelligens funkciók ellátására.
A címlapkép illusztráció. Forrás: CDC / Unsplash
„A magyar beruházás nagyon előrehaladott, ugyanakkor rendkívül komplex. Sok mindent újra kell gondolnunk ebben a projektben, rengeteg megoldandó feladat van, hogy az előnyt, amire Magyarország szert tett, valódi hozzáadott értékké, profittá tudjuk kovácsolni.”