Een revolutionair nieuw type slim raam kan de kosten voor het reinigen van ramen in hoge gebouwen verlagen, terwijl de verwarmingskosten worden verlaagd en de productiviteit van de werknemers wordt verhoogd.

Ontwikkeld door UCL (University College London) met steun van de Engineering and Physical Sciences Research Council (EPSRC), prototypemonsters bevestigen dat het glas drie belangrijke voordelen kan bieden:

• Zelfreinigend:het raam is ultrabestendig tegen water, dus regen die de buitenkant raakt, vormt bolvormige druppels die gemakkelijk over het oppervlak rollen - vuil oppakken, stof en andere verontreinigingen en weg te voeren. Dit komt door de potloodachtige, conisch ontwerp van nanostructuren gegraveerd op het glas, lucht vasthouden en ervoor zorgen dat slechts een kleine hoeveelheid water in contact komt met het oppervlak. Dit is anders dan normaal glas, waar regendruppels zich aan het oppervlak vastklampen, langzamer naar beneden glijden en sporen achterlaten.
• Energiebesparend:het glas is gecoat met een zeer dunne (5-10 nanometer) film van vanadiumdioxide die tijdens koude periodes het ontsnappen van thermische straling tegenhoudt en zo warmteverlies voorkomt; tijdens warme periodes voorkomt het dat infraroodstraling van de zon het gebouw binnenkomt. Vanadiumdioxide is een goedkoop en overvloedig materiaal, gecombineerd met de dunheid van de coating om echte kosten- en duurzaamheidsvoordelen te bieden ten opzichte van op zilver/goud gebaseerde en andere coatings die worden gebruikt door huidige energiebesparende ramen.
• Antireflectie:het ontwerp van de nanostructuren geeft de ramen ook dezelfde antireflecterende eigenschappen als in de ogen van motten en andere wezens die zich hebben ontwikkeld om zich te verbergen voor roofdieren. Het vermindert de hoeveelheid licht die intern in een kamer wordt gereflecteerd tot minder dan 5 procent - vergeleken met de 20-30 procent die wordt bereikt door andere prototypes met vanadiumdioxidecoating, energiebesparende ramen – waarbij deze vermindering van 'verblinding' een grote boost geeft aan het comfort van de bewoners.

"Dit is de eerste keer dat een nanostructuur is gecombineerd met een thermochrome coating. De bio-geïnspireerde nanostructuur versterkt de thermochromische eigenschappen van de coating en het netto resultaat is een zelfreinigende, hoog presterend slim venster, " zei Dr Ioannis Papakonstantinou van de UCL.

Het UCL-team heeft berekend dat de ramen kunnen leiden tot een verlaging van de verwarmingskosten tot 40 procent, met het precieze bedrag in elk specifiek geval, afhankelijk van de exacte breedtegraad van het gebouw waarin ze zijn opgenomen. Ramen gemaakt van het baanbrekende glas zouden bijzonder geschikt kunnen zijn voor gebruik in hoge kantoorgebouwen.

Dr. Ioannis Papakonstantinou van de UCL, projectleider, legt uit:"Momenteel wordt geschat dat, vanwege de voor de hand liggende moeilijkheden, de kosten voor het schoonmaken van de ramen van een wolkenkrabber in de eerste 5 jaar zijn hetzelfde als de oorspronkelijke kosten om ze te installeren. Ons glas zou deze uitgaven drastisch kunnen verminderen, nog afgezien van de aantrekkingskracht van een lagere energierekening en een verbeterde productiviteit van de bewoners dankzij minder verblinding. Naarmate de trend in de architectuur zich voortzet in de richting van meer glas, het is van vitaal belang dat ramen zo onderhoudsarm mogelijk zijn."

Er zijn nu besprekingen gaande met glasfabrikanten in het VK om dit nieuwe raamconcept op de markt te brengen. De sleutel is om manieren te ontwikkelen om de nanoproductiemethoden op te schalen die het UCL-team speciaal heeft ontwikkeld om het glas te produceren, evenals het opschalen van het vanadiumdioxide-coatingproces.

Slimme ramen zouden binnen ongeveer 3-5 jaar op de markt kunnen komen, afhankelijk van het succes van het team bij het veiligstellen van industriële interesse.

Dr. Papakonstantinou zegt:"We hopen ook een 'slimme' film te ontwikkelen waarin onze nanostructuren zijn verwerkt en die gemakkelijk kan worden toegevoegd aan conventionele huishoudelijke, kantoor, fabrieks- en andere ramen op doe-het-zelfbasis om het drievoudige voordeel van een lager energieverbruik te leveren, minder lichtreflectie en zelfreinigend, zonder de esthetiek significant aan te tasten."

Professor Philip Nelson, Chief Executive van EPSRC zei:"Dit project is een voorbeeld van hoe investeringen in excellent onderzoek innovatie stimuleren om tastbare voordelen te produceren. In dit geval zou de nieuwe techniek zowel energiebesparing als kostenreductie kunnen opleveren."