Zelfreinigende autoruiten en zonnepanelen komen eraan

Nu nog bevatten zonnepanelen een statische coating, waardoor ze vies worden en de glazenwasser ze van tijd tot tijd moet reinigen om de energieopwekking te garanderen. De Eindhovense onderzoekers Dirk Broer en Danqing Liu ontwikkelen echter flinterdunne coatings die bijvoorbeeld ramen schoon houden. Van der Kooij werkte mee aan LCD coatings (liquid crystal displays) waarmee je de laklaagjes van tijd tot tijd kunt laten trillen, zodat vuil en zanddeeltjes van de zonnepanelen afgaan. Ze verwacht dat de vloeibare kristallen die dit mogelijk maken in de nabije toekomst in veel meer coatings worden verwerkt. "In ons onderzoek zitten de vloeibare kristallen vast in een dun hard laagje, maar als je er stroom doorheen leidt, gaan de kristallen trillen en draaien en wordt het laklaagje zacht en beweeglijk." Hier is wel een hoogfrequente wisselstroom voor nodig.

Laser

De Eindhovense techniek om dynamische coatings te maken, is nog erg duur en kost veel energie. Omdat de onderzoekers de precieze wisselwerking tussen stroom en materiaalvervorming nog niet volledig snapten, klopten ze aan bij Wageningen, dat laserapparatuur heeft die deze wisselwerking heel nauwkeurig kan meten. Van der Kooij: "Wij hebben een methode ontwikkeld die met zeer hoge gevoeligheid meet hoe het materiaal vervormt onder invloed van elektriciteit. We hebben dingen ontdekt die nog nooit eerder gezien zijn."  Dat leidde vorige week tot een artikel in het tijdschrift Nature Communications.

Drie stadia

Van der Kooij ontdekte met behulp van laserlicht dat er drie stadia zijn tussen de stroomtoevoer en de vervorming van het materiaal. In de eerste fase gaan de vloeibare kristallen onder invloed van de elektriciteit heel snel trillen, onafhankelijk van elkaar. In de tweede fase gaan de kristallen synchroon trillen; ze gaan als het ware samenwerken als collectief. Daarmee maken ze het laklaagje zacht. En in de derde fase kan de coating hierdoor vervormen. De eerste processen gebeuren op nanoschaal in een split second.

Proeffabrieken in China

Met deze basiskennis kunnen de onderzoekers in Eindhoven de wisselwerking tussen stroom en vloeibare kristallen nu finetunen, zodat er meer elektriciteit wordt omgezet in bewegingsenergie. Toepassing van de techniek zit volgens Van der Kooij al in de pijplijn: "De TU Eindhoven werkt samen met proeffabrieken in China waar deze dynamische coatings al op grotere schaal worden gemaakt."

Bron: Resource