Avec l’arrivée des températures élevées au printemps et en été, les journées sont plus longues et plus agréables, mais cela signifie aussi protéger les maisons avec des stores et des rideaux. Cette astuce artisanale, que de nombreux étrangers apprennent à leur arrivée dans le pays, présente l’inconvénient de réduire la quantité de lumière naturelle qui pénètre à l’intérieur, obligeant ainsi à utiliser de la lumière artificielle. Et s’il existait une solution permettant économisez sur la climatisation, tout en profitant de toute la lumière naturelle et de l’intimité? C’est ce que des chercheurs allemands ont tenté de regrouper en un seul matériau.
En Espagne, vous pouvez trouver des solutions qui transforment les fenêtres de votre maison en quelques minutes pour avoir plus d’intimité sans perdre de lumière et à un prix très bon marché. Vous pouvez également compter sur les verres électrochromes (EC) intégrés depuis des années dans les maisons, les bureaux et tous types d’espaces : ils promettent une intimité à la demande en utilisant un peu d’électricité. Eh bien, ce matériau peut bloquer la lumière ou changer de couleur à cause de décharges électriques, bien que ces deux exemples ne réduisent pas la chaleur et nécessitent un nettoyage de routine.
Des chercheurs de l’Institut de technologie des microstructures (IMT) de Karlsruhe ont développé un matériau qui permettrait de construire des fenêtres capables de réguler le climat intérieur sans avoir besoin d’utiliser de l’énergie supplémentaire, ni perdre de luminosité, en plus de se nettoyer comme une feuille de lotus. Il s’agit d’un métamatériau à base de polymères à superstructures superficielles micropyramidales, PMMM (métamatériau multifonction micro-photonique à base de polymères).
Moins de chaleur, plus de lumière
Avoir de la lumière naturelle est toujours préférable à devoir utiliser la lumière artificielle, tant pour les économies économiques qu’elle représente que pour les bienfaits qu’elle offre pour la santé. Mais une maison dotée de grandes fenêtres, comme une serre, est également exposée à la chaleur provoquée par les rayons traversant la vitre.
Contrairement au verre traditionnel, ce matériau parvient à disperser la lumière incidente dans plusieurs directions au lieu de la laisser passer directement. Cela signifie une luminosité plus douce, agréable à l’œil et qui atteint tous les coins de la pièce. De plus, depuis l’extérieur, cet effet implique l’intimité, puisque les personnes qui se trouvent à l’extérieur de la maison ne voient pas l’intérieur.
Vues extérieures par la fenêtre.
Tous ces avantages sont dus à la composition de la surface. Ce métamatériau est constitué de pyramides de taille micro. Ces structures sont en silicone et Ils font un dixième de l’épaisseur d’un cheveu humain.
La rugosité qui forme cette communauté de micropyramides minimise les pertes de réflexion, puisque la lumière subit de multiples réflexions à son contact avec elles, comme s’il s’agissait de centaines de miroirs. Cela se traduit par Transmission de 95 % pour la lumière visible et une transmission diffuse de 73%, soulignent les auteurs de l’étude.
Institut de technologie de Karlsruhe Omicrono
Suite à son développement, l’équipe de recherche a testé les qualités de son invention tant à l’intérieur qu’à l’extérieur du laboratoire du campus KIT. La transmission et la diffusion de la lumière, les propriétés de réflexion, la capacité d’auto-nettoyage et les performances de refroidissement ont été testées à l’aide de la spectrophotométrie moderne.
Le résultat des tests a été un refroidissement de 6 degrés Celsius par rapport à la température ambiante. En plus des données susmentionnées, s’il est utilisé dans les serres, on estime que le métamatériau Améliore l’efficacité de la photosynthèse de 9 % par rapport aux toits en verre. L’équipe de recherche déclare également que le PMMM est constitué de matériaux polymères respectueux de l’environnement et commercialement viables.
Autonettoyant
La fleur de lotus est la reine de tout étang, une plante qui vit en milieu aquatique et possède pourtant une capacité de repousser l’eau qui fascine depuis longtemps la communauté scientifique.
Comparaison entre un cristal traditionnel et un PMMM Institut Technologique de Karlsruhe Omicrono
Ses feuilles ont ce qu’on appelle une hydrophobie, Lorsque l’eau entre en contact avec sa surface, les gouttes glissent sans pénétrer ni détremper la feuille, la maintenant ainsi à flot sur la surface aquatique, en plus de sa forme. Ce phénomène est dû à la rugosité de la feuille et à sa composition chimique.
Grâce à ces connaissances, les humains ont pu reproduire cette qualité sur une grande variété de surfaces, des briques au verre en passant par les vêtements. L’eau et d’autres liquides plus huileux glissent sur ces matériaux sans laisser de trace. C’est maintenant au tour de ces fenêtres.
Test de matériaux extérieurs Institut technologique de Karlsruhe Omicrono
« Prendre l’avantage la ressemblance des micropyramides avec les microcônes trouvés sur les feuilles de lotus, « Notre métamatériau possède également des propriétés superhydrophobes supérieures, ce qui facilite la capacité d’auto-nettoyage », explique l’équipe dans l’étude publiée dans le journal. revue scientifique Natureles chercheurs ont mis plusieurs exemples d’images avec de la poussière sur le matériau qui disparaît lorsque de l’eau y est appliquée.
Lorsque les gouttelettes d’eau glissent sur le verre, elles entraînent d’autres particules telles que la poussière et éliminent la saleté sur leur passage. C’est ainsi que ces futures fenêtres pourraient rester propres sans intervention, avec de la pluie, ou du moins avec un jet d’eau grâce au tuyau d’arrosage.