Heimautomation: Einfaches Polymer macht Fenster variabel transparent

Unter Anspannung durchsichtig: Forscher in den USA können mit einer Formel errechnen, wie viel Licht ein Material durchlässt, wenn es verformt wird. Getestet haben sie das an einem Polymer, das Fenster unterschiedlich transparent werden lässt.

Artikel veröffentlicht am 25. Januar 2016, 17:37 Uhr, Werner Pluta

Polymer PDMS wird gedehnt: Kosten für Heizung und Klimaanlage verringern (Bild: Melanie Gonick/MIT)

Wer schon einmal mit einem Luftballon gespielt hat, kennt das Phänomen: Wird der Ballon auseinandergezogen, wird der Kunststoff transparenter. Forscher des Massachusetts Institute of Technology (MIT) wollen das ausnutzen, um intelligente Fenster zu bauen, die Licht unterschiedlich durchlassen.

Die Forscher um Francisco López Jiménez haben eine Methode entwickelt, um zu errechnen, wie viel Licht durch ein Material gelangt - abhängig von seiner Transparenz, Dicke und dem Grad der Verformung. Ausprobiert haben sie das mit dem Polymer Polydimethylsiloxan (PDMS).

Polymer wird transparent

Sie zogen ein schwarz gefärbtes Stück PDMS auf einen Rahmen, das in der Mitte einen Hohlraum hatte. Mit Spritzen pumpten sie in diesen Luft, so dass sich das PDMS wie ein Ballon aufblähte. Im entspannten Zustand war das Polymer opak. Wurde Luft in die Hohlraum gepumpt, dehnte sich das Polymer und wurde durchsichtig.

Mit Hilfe ihrer Theorie konnten die Forscher dabei vorhersagen, wie sich die Transparenz des Kunststoffes ändert. "Wenn man mir die Ausgangseigenschaften des Materials gibt und die Intensität des ankommende Lichts misst, dann wissen wir genau, wie viel Licht unter Verformung hindurchkommt", sagte López Jiménez.

Intelligente Fenster sind teuer

Die Theorie, die die Forscher in der Fachzeitschrift Advanced Optical Materials beschreiben, soll es ermöglichen, günstige intelligente Fenster zu bauen. Diese Fenster können ihre Transparenz verändern. Solche Fenster gibt es zwar schon, sie sind aber bisher sehr teuer.

"Bei Gebäuden und Fenstern, die automatisch auf Licht reagieren, lassen sich die Kosten für Heizung und Klimaanlage verringern", sagt López Jiménez. "Das Problem ist, dass diese Materialien zu teuer sind für jedes Fenster in einem Gebäude. Unsere Idee war, nach einer einfacheren und kostengünstigeren Methode zu suchen, um mehr oder weniger Licht durchzulassen - indem ein sehr einfaches Material gestreckt wird: ein transparentes, handelsübliches Polymer."