Délre néző ablakok – az ingatlanhirdetések nyerő mondata. Az egyre melegedő nyarakon azonban a déli fekvésű lakások tulajdonosainak mind nagyobb gondja az árnyékolás, s a klímaberendezések áramfogyasztása sem nőhet az égig. Tovább fejlesztik – a ma még aranyárú – gombnyomással vezérelhető intelligens felületeket.
Hiába készülnek egyre korszerűbb, több légkamrás profilú műanyag ablakok, hiába a többrétegű üvegezés, mindez mit sem ér az üvegfelületeken átjutó infravörös hősugárzás ellen. Csakhogy a rolóknál, spalettáknál léteznek intelligensebb megoldások is, amelyek csak a hőt marasztalják kívül, a fényt nem. A napokban egy amerikai megoldás még ennél is továbbment. Néhány éve az anyagkutatók egyre intelligensebb üvegekkel rukkolnak elő, melyek valamilyen módon befolyásolják az üvegek fény- és hőáteresztő képességét. Léteznek olyan üvegezések, melyeknél vagy a két üvegtábla közé helyezett gél válik átlátszatlanná, vagy az üveg anyagába kevernek különböző vegyületeket (többnyire ezüsthalogenideket), melyek a fény intenzitására elsötétednek. Az átjutó fény ugyan mindkét esetben csökken, ám a hő keresztülmegy az üvegen. Pár éve léteznek elektromos feszültség változására átalakuló üvegfelületek is.
Ezek az úgynevezett elektrokromatikus üvegek egy gombnyomásra változtatják tulajdonságaikat. Többnyire elektromos feszültséget kapcsolnak a többrétegű ablakokra, s ennek következtében a középen elhelyezkedő elektrolitoldat és az azt határoló, elektromosan aktív, elektródként funkcionáló rétegek között (melyeket két oldalról az üvegtáblák zárnak le) ionáramlás indul meg, ami a feszültségkülönbség irányának megváltoztatásával megfordítható. Ez pedig különböző módokon befolyásolja az üveg fényáteresztő képességét.
A közelmúltban a kaliforniai Lawrence Berkeley Nemzeti Laboratóriumban (szintén a kis elektromos feszültség változtatását kihasználva) az eddigi módszereknél jobb megoldást találtak. A Nature nemrég közölte Delia Milliron és kutatócsoportja eredményét, mely ugyan még csak laboratóriumi körülmények között, de lehetővé teszi olyan bevonat előállítását, amely különválasztja és végre egymástól függetlenül szabályozza a látható fény- és az infravörös tartományban keletkező hő áramlását. Ehhez nióbium-oxiddal dúsított üvegszerkezetbe indium-ón-oxid nanokristályokat ágyaztak.
Ez a kombináció a fény mennyiségének szabályozásától függetlenül nyáron gátolja az infravörös hősugarak bejutását, télen viszont ezzel ellentétben beengedi, ami a fűtési számlát csökkentheti. Azonban az „intelligens ablakhoz” szükséges gyártási technológia éppenséggel nem túl egyszerű. Évek óta fejlesztik az úgynevezett „molekuláris öntödei” módszereket a milliomod milliméter nagyságú kristályokból álló nanoanyagok előállítására. Nem kis nehézséget jelent, hogy miképpen lehet ezeket a parányi kristályokat az ablakként szolgáló üvegmátrixba beépíteni. Ehhez kell a kutatók által használt nióbium, amely a nanokristályokat egy szuszpenzióban stabilizálja.
A fényáteresztést itt is az átfolyó elektromos áram változtatásával lehet módosítani. Kisebb feszültség csak az infravörös hősugarak átjutását gátolja meg, fokozva az áram mennyiségét azonban már a napfény sem jut át. Azt még nem tudják a kutatók megoldani, hogy először csak a fény „akadjon fenn” az üvegen, de a hősugarak még akadálytalanul hatoljanak át rajta, ami hideg és sötét téli napokon lehetne kívánatosabb. A kutatók ezt az anyagösszetétel változtatásával szeretnék elérni, de az lenne az ideális, hogy eközben a már működő „világos, de hűvös” temperálási lehetőség is megmaradjon.
Az alkalmazásnak – ha a tömegméretű gyártáshoz szükséges és megfizethető technológiát is kidolgozzák – azonban már az is gátat szabhat, hogy az indium ára kétszerese az ezüstének, és jelenleg ez az egyik legnehezebben hozzáférhető nyersanyag. Ha a csúcstechnológiai iparágak indiuméhsége töretlen marad, a jelenleg ismert készletek mellett csak 18 évre elegendő mennyiség áll rendelkezésre ebből az elemből. De a nióbium is drágább és ritkább, mint az eddigi elekt rokromatikus bevonatokhoz általánosságban használt volfrám. Igaz, a kaliforniai kutatók szerint mindkét fémet lehetne pótolni, az indium-ón-oxidot pél dául alumínium-oxiddal dúsított cink-oxiddal. Igaz, akkor újra kezdődhet a technológia finomítása.
A cikk eredeti változata a 2013.09.21-i Népszabadságban olvasható.
