Ett fransk-japanskt forskningssamarbete har tillverkat nanokompositbeläggningar av metall som förbättrar fönsterglasens isolerande egenskaper. Den nya beläggningen förhindrar en betydande del av nära-infraröd (NIR) och ultraviolett strålning (UV) från att passera igenom, samtidigt som den släpper in synligt ljus. Fynden rapporterades i tidskriften Science and Technology of Advanced Materials .

"Även om tillverkningen av kommersiella produkter fortfarande ligger långt fram, visade vårt arbete en betydande förbättring av UV- och NIR-blockerande egenskaper jämfört med tidigare forskning", säger fasta tillståndskemisten Fabien Grasset, forskningschef vid det franska nationella centret för vetenskapligt Forskning (CNRS).

"Byggnader står för en stor del av den globala energiförbrukningen", förklarar Grasset, "med en stor del av den årliga energiförbrukningen i en standardbyggnad går till kyl- och/eller värmesystem för att hålla inomhustemperaturerna på behagliga nivåer." Forskare letar efter sätt att utveckla fönsterglasbeläggningar som kan blockera inträdet av NIR-strålning så att byggnader, och till och med bilar, kan förbruka mindre energi för att hålla det svalt inuti. Detta måste dock göras på ett sätt som fortfarande tillåter synligt ljus att komma in. Helst skulle skadliga UV-strålar också blockeras.

För detta ändamål tillverkade och analyserade det internationella fransk-japanska forskningssamarbetet prestandan hos nanokompositer baserade på niob-tantal-klusterföreningar innehållande klorid- eller bromidjoner.

De fann att kloridbaserade nanokluster gav den bästa prestandan när det gäller att blockera NIR- och UV-strålar och tillåta passage av synligt ljus. NIR- och UV-blockering av nanoklustren berodde på deras koncentration, dispersion och oxidationstillstånd. Genom att justera dessa parametrar kunde teamet förbättra nanoklustrets prestanda.

Nanoklustren dispergerades i en polyvinylpyrrolidon (PVP) matris som sedan belades på indium-tennoxid (ITO) glas. Kombinationen ökade transmittansen av synligt ljus samtidigt som den minskade den för NIR och UV-strålar, jämfört med tidigare forskning. "Det här är mycket lovande beläggningsmaterial som blockerar de mest besvärliga NIR-våglängderna", säger Grasset.

"Vi har en lång historia av japansk-franskt samarbete", fortsätter han. "Vi var redan övertygade om att vi är starkare att arbeta tillsammans genom att blanda våra olika kulturer och sätt att tänka. Det internationella LINK-projektet har förstärkt denna övertygelse. Vi kommer att fortsätta att göra vårt bästa för att göra ytterligare framsteg mot att hitta lösningar på problemet med den globala uppvärmningen. " + Utforska vidare

Hydrogelglas:en ny glasdesign för energibesparing i byggnader