EMU-Spiro

Einflüsse der umgebenden Matrix auf die Wirkungsweise von UV-responsiven, photochromen Spirofarbstoffen

Große Fensterflächen und Glasfassaden an Gebäude tragen dazu bei, dass der Energieeintrag der Sonne wesentlich zur Erhitzung von Räumen führt, welcher oft mit einer Klimaanlage entgegen gewirkt werden muss. Mit einer konsequenten Tageslichtplanung kann der Energiebedarf in Gebäuden deutlich verringert werden, da man eine Überhitzung und eine Blendung zugleich vermeidet. Die optimale Lösung wäre eine Abschattung (zur CO2-Reduktion) durch ein autarkes System, welches ohne Strom betrieben wird und keine bewegten Teile mehr hat. Eine solche Möglichkeit bieten schaltbare Gläser, basierend auf dem Prinzip der Photochromie.
Die dazu notwendigen photochromen Additive existieren und sind kommerziell erhältlich, allerdings sind diese nicht lichtecht und wenig UV-beständig. Für eine Anwendung ist somit eine Stabilisierung notwendig. Um eine solche entwickeln zu können, ist zuerst das zugrundeliegende Wissen über die Wirkmechanismen der Farbentstehung von Spirofarbstoffen in Abhängigkeit der umgebenden Hülle, sprich der Matrix, notwendig.

Ziel des Projektes ist daher die Ermittlung maßgeblicher Einflussfaktoren, welche photochrome Spirofarbstoffe in einer umgebenden Hülle – entweder in Lösungsmitteln oder auch im Feststoff (Kunststoff) – beeinflussen. Zu untersuchende Einflussfaktoren sind hier sowohl die Elastizität bzw. Viskosität der Matrix als auch Einflüsse durch polare Gruppen oder Ionen, welche die Elektronenhülle beeinflussen.

Zuerst werden geeignete Additive der Spirofarbstoffe ausgewählt. Anschließend werden deren Farbentstehungsmechanismen und Intensitäten abhängig vom umgebenden Lösungsmedium oder im Feststoff Kunststoff untersucht, um die Einflüsse Polarität, Ionenkonfiguration, Wasserstoffbrücken, Elastizität der Matrix bzw. Viskosität der Lösung, Kristallinität und der Einfluss der Kettenlänge bestimmt. Auf Basis dieser Daten kann schlussendlich ein Modell, d.h. eine Struktur-Eigenschafts-Matrix erstellt werden.

Dieses Projekt wird aus Mitteln des Europäischen Fonds für regionale Entwicklung (IWB/EFRE) und des Landes Oberösterreich kofinanziert. Nähere Informationen zu IWB/EFRE finden Sie auf www.iwb2020.at.