VISIRday

Kühlen ohne Strom

Kühlung ist eine Schlüsseltechnologie unseres modernen Lebens. Ein Material, das in der Lage ist, sich tagsüber selbst unter die Umgebungstemperatur abzukühlen, ohne dass eine externe Stromzufuhr erforderlich ist, würde unseren Gesamtenergieverbrauch erheblich senken. Die Natur bietet die Möglichkeit, Wärme über das so genannte "Atmosphärische Fenster" direkt in den kalten Weltraum abzuleiten: ein Wellenlängenbereich von 8 - 13 μm, in dem unsere Atmosphäre transparent ist. Inspiriert von Beispielen aus der Natur wie dem weissen Käfer und der Silberameise aus der Sahara zielt dieses ERC geförderte Projekt darauf ab, Materialien zu entwickeln, die selektiv Wärmeenergie in diesen Wellenlängenbereich des "Atmosphärischen Fensters" emittieren und Strahlung aller anderen Wellenlängen zu streuen und reflektieren - insbesondere im sichtbaren und nahen Infrarot (300 nm - 2,5 μm) Bereich, der von der Sonne eingestrahlt wird.

Wir kombinieren hierfür top-down und bottom-up Ansätze, um hierarchisch strukturierte Systeme zu schaffen, die diesen strengen optischen Eigenschaften Rechnung tragen und den gesamten Spektralbereich von 300 nm - 20 μm abdecken.

In Kombination mit Polymeren und metallischen Nanostrukturen sollen diese Hybridbauelemente fein eingestellte und sogar extern kontrollierbare optische Eigenschaften haben, die eine Schaltung der Kühlleistung ermöglichen. In diesem Projekt kombinieren wir anspruchsvolle Materialsynthese und hierarchische Strukturierungskompetenz mit aufwändiger Charakterisierung und Finite-Elemente-Modellierung. So erreichen wir einerseits ein tieferes Verständnis der Struktur-Eigenschafts-Beziehungen vom sichtbaren bis zum mittleren Infrarotbereich und tragen andererseits zu skalierbaren Materiallösungen bei. Aufbauend auf diese grundlegenden Arbeiten soll VISIRday Konzepte für funktionelle Farben und Fasern liefern - fortschrittliche Materialien, die eine passive Tageskühlung als neue grüne Energietechnologie ermöglichen.

(Abbildungen von Daniela Leitner (c))

Finanzierung

• ERC Starting Grant call 2016
• Beginn: 1.März 2017
• Dieses Projekt wurde aus Mitteln der Forschungs-und Innovationsprgramms Horizon 2020 der Europäischen Union im Rahmen der Finanzhilfevereinbarung No 714968 finanziert.