Hydrogel Polyethylenglykol lässt sich laut MIT-Untersuchung auch zur Klimatisierung nutzen
Das häufig in kosmetischen Cremes, Industriebeschichtungen und pharmazeutischen Kapseln verwendete Hydrogel Polyethylenglykol (PEG) nimmt mit steigender Temperatur immer mehr Feuchtigkeit auf. Das macht es zum idealen Kandidaten zum Sammeln von Wasser in heißen Regionen. Es könnte auch in Wärmepumpen und Klimaanlagen eingebaut werden, um Temperatur und Luftfeuchtigkeit effizienter zu regulieren, glauben Ingenieure des Massachusetts Institute of Technology (MIT).
Kristall verwandelt sich
Das Material verdoppelt seine Wasseraufnahme, wenn die Umgebungstemperatur von 25 auf 50 Grad Celsius steigt. Dieses Phänomen beruht auf einer Transformation, die durch Erwärmung ausgelöst wird. Dann verwandelt sich die Mikrostruktur des Hydrogels von einem Kristall in eine amorphe Phase, also einen Zustand, in dem die Moleküle völlig ungeordnet sind, im Gegensatz zum strengen Aufbau eines Kristalls. Das verbessert die Fähigkeit des Materials, Wasser einzufangen.
„Ein großer Teil des Energieverbrauchs in Gebäuden wird für die Wärmeregulierung verwendet. Dieses Material könnte eine Schlüsselkomponente in passiven Klimatisierungssystemen sein. Wir waren auf der Suche nach einem Hochleistungsmaterial, das Wasser für verschiedene Anwendungen auffangen kann. Hydrogele sind perfekte Kandidaten, da sie hauptsächlich aus Wasser und einem Polymernetzwerk bestehen. Sie dehnen sich aus, wenn sie Wasser aufnehmen, was sie ideal für die Regulierung von Feuchtigkeit und Wasserdampf macht», so MIT-Forscher Lenan Zhang.
Nicht wie normale Hydrogele
Mit steigender Temperatur nimmt die Fähigkeit des Hyrogels ab, Feuchtigkeit aus der Luft aufzunehmen. Mit der Wärme kommt die Bewegung, und bei höheren Temperaturen bewegen sich Wassermoleküle schneller und sind daher in den meisten Materialien schwieriger festzuhalten. „Von PEG waren wir sehr überrascht. Zuerst glaubten wir an einen Messfehler, doch nach einer sorgfältigen Überprüfung bestätigte sich der Befund», erklärt MIT-Doktorandin Xinyue Liu.
Quelle: Cambridge pte021 www.mit.edu
