Neuartiges Material für nachhaltiges Bauen
Transparente Dächer und Wände bieten eine überzeugende Lösung für die Nutzung des natürlichen Lichts. Herkömmliche Glasdächer und -wände stehen jedoch vor Herausforderungen wie Blendung, Bedenken hinsichtlich der Privatsphäre und Überhitzung. In einer Studie wird ein mikrofotografisches multifunktionales Metamaterial auf Polymerbasis vorgestellt. Das Metamaterial streut 73 % des einfallenden Sonnenlichts und schafft so ein angenehmeres und privateres Raumklima. Die sichtbare spektrale Durchlässigkeit des Metamaterials (95 %) übertrifft die von herkömmlichem Glas (91 %). Darüber hinaus wird geschätzt, dass das Metamaterial die Fotosyntheseeffizienz im Vergleich zu Glasdächern um ~ 9 % erhöht. Mit einem hohen Emissionsgrad (~ 0,98), der dem eines schwarzen Körpers im mittleren Infrarotbereich nahe kommt, hat das Metamaterial eine geschätzte Kühlleistung von ~ 97 W/m2 bei Umgebungstemperatur. Das Metamaterial war etwa 6 °C kühler als die Umgebungstemperatur im feuchten Karlsruhe. Das Metamaterial weist eine superhydrophobe Leistung mit einem Kontaktwinkel von 152° auf, der deutlich über dem von Glas (26°) liegt, und verfügt somit möglicherweise über ausgezeichnete Selbstreinigungseigenschaften.
Huang, G.; Yengannagari, A. R.; Matsumori, K. et al. (2024) Radiative cooling and indoor light management enabled by a transparent and self-cleaning polymer-based metamaterial. Nat Commun 15, 3798. https://doi.org/10.1038/s41467-024-48150-2