Een ultradunne, bijna onzichtbare isolatie genaamd MOCHI kan ramen veranderen in krachtige energiebesparers. Het materiaal blokkeert warmteverlies zonder je uitzicht te verstoren en belooft een doorbraak voor woningen en kantoren.
Een team van de University of Colorado Boulder heeft een nieuw, ultradun isolatiemateriaal ontwikkeld dat de energie-efficiëntie van ramen drastisch kan verhogen. Volgens de studie, gepubliceerd in Science, kan deze technologie het probleem van warmteverlies door glasoppervlakken aanzienlijk verminderen – zonder dat je hoeft in te leveren op licht of uitzicht.
In de Verenigde Staten alleen al verbruiken commerciële gebouwen meer dan 40% van de totale elektriciteit, in Europa ligt dit rond de 30-40%. Een groot deel van deze energie gaat verloren via slecht geïsoleerde ramen. MOCHI biedt hier een innovatieve oplossing voor.
Licht, luchtig en bijna volledig doorzichtig
MOCHI, voluit Mesoporous Optically Clear Heat Insulator, bestaat uit een siliconegel die voor meer dan 90% uit lucht bestaat. Die lucht is gevangen in een netwerk van poriën die vele malen dunner zijn dan een menselijke haar. Hierdoor kan een vel van slechts vijf millimeter dik zoveel warmte blokkeren dat je er veilig een vlammetje mee zou kunnen vasthouden.
Het grote verschil met bestaande aerogels (die NASA bijvoorbeeld gebruikt om Marsrovers warm te houden) zit in de helderheid. Waar aerogels vaak melkachtig ogen, is MOCHI vrijwel kristalhelder, waardoor het geschikt is voor woon- en kantoorruimtes.
Zo werkt het
Normaal verplaatst warmte zich doordat gasmoleculen tegen elkaar botsen en energie overdragen. In MOCHI’s minuscule luchtkanalen is daar geen ruimte voor: de moleculen botsen vooral tegen de poriewanden en verliezen hun energietransport. Zo wordt warmtegeleiding vrijwel volledig tegengehouden.
Het fabricageproces is nauwkeurig gecontroleerd. Surfactanten vormen filamenten in een vloeistof, waaraan silicones zich hechten. Vervolgens wordt het detergent verwijderd en vervangen door lucht, waardoor een stevig, transparant netwerk ontstaat vol microscopische belletjes.
Van ramen tot zonne-energie
De mogelijkheden van MOCHI zijn veel breder dan alleen dunne raamcoatings. Naast energiezuinige ramen zien onderzoekers toepassingen in apparaten die zonnewarmte opvangen voor het verwarmen van water of gebouwen, zelfs op bewolkte dagen.
Volgens Ivan Smalyukh, natuurkundige en hoofdauteur, kan MOCHI “zelfs op een bewolkte dag veel energie opvangen en gebruiken om water of gebouwen te verwarmen.”
Naar de markt
De productie van MOCHI is momenteel tijdrovend, maar de materialen zijn goedkoop. De onderzoekers verwachten dat opschaling mogelijk is, waardoor het materiaal in de toekomst voor consumenten en de bouwsector beschikbaar kan komen.
Of het nu gaat om een huis dat in de winter warmte verliest of een wolkenkrabber die in de zomer oververhit raakt, MOCHI biedt een perspectief op een nieuwe generatie energiezuinige ramen.
Impact kan enorm zijn
Als MOCHI zijn beloftes waarmaakt, kan het een revolutie betekenen in bouwtechniek en energiebesparing. Het combineert een uitstekende isolatie met bijna volledige optische helderheid, iets wat tot nu toe nauwelijks mogelijk was. Voorlopig blijft het wachten op commerciële productie, maar de impact op woningen, kantoren en duurzame bouwprojecten kan enorm zijn.
