Doorzichtig schuim isoleert glas

Het klinkt nog wat futuristisch: een compleet transparant materiaal dat ook nog eens goed isoleert. Aan dat materiaal wordt al een tijdje gewerkt door een heel cluster van bedrijven en instellingen, maar het goedje is nog niet productierijp. Een nieuwe subsidie van 1,5 miljoen euro uit het programma Economie Ecologie Technologie maakt verdere ontwikkeling mogelijk.

De EET-subsidies zijn bestemd voor fundamentele onderzoeken die doorbraken moeten forceren voor verduurzaming van de samenleving. Senter en Novem, die het programma coördineren, presenteren vanmiddag in het tropeninstituut in Amsterdam zeventien projecten die zijn uitverkoren voor zo’n subsidie.
Ook het doorzichtige nanoschuim kan zo’n fundamentele doorbraak betekenen. Want ondanks de veelvuldige toepassing van hoogrendements dubbelglas verliezen woningen en kantoren, maar ook tuinbouwkassen veel warmte via de vensters. Ook bij zonnecollectoren gaat energie verloren, die door de toepassing van nanoschuim benut zou kunnen worden.

Transparantie
Volgens projectleider P. J. Sonneveld van onderzoeksinstituut IMAG uit Wageningen is een belangrijk aandachtspunt in deze fase van de productontwikkeling het vergroten van de transparantie van het nanoschuim. Die is nog niet optimaal. Sonneveld omschrijft het product nog als bevroren rook, terwijl het streven is een compleet onzichtbaar materiaal te maken. Dat kan door het schuim uit hele kleine structuren op te bouwen, die veel kleiner zijn dan de golflengte van licht. Sonneveld: “Vergelijk het met een klein stokje in de branding. Dat beïnvloedt de golfslag niet. Daar is een berg zand voor nodig.” Op twee manieren probeert de projectgroep kleine structuren te realiseren. De eerste gaat uit van polyetherimide. Een bijzondere kunststof die heel sterk is en zich daardoor goed leent voor het bouwen van heel kleine structuren.
Dat ligt wat lastiger met acrylaat, het andere materiaal dat wordt beproefd. Maar dat hopen de projectpartners te ondervangen door er nanoklei aan toe te voegen; kleine langerekte naaldjes, waarmee heel ijle structuren gebouwd kunnen worden. Die verstrooien het licht niet, terwijl ze wel een sterke en flexibele structuur opleveren. Vooral de variant met acrylaat op basis van cellulose acht Sonneveld veelbelovend. Dan wordt er compleet van natuurlijke materialen uitgegaan, die na gebruik probleemloos gerecycled kunnen worden. Duurzamer kan het niet.
De projectpartners hebben bewust niet gekozen om op basis van silica een kunststof nanoschuim te ontwikkelen, zoals een Zweedse onderzoeksgroep doet. Silica is volgens Sonneveld te gevoelig voor vocht en bovendien te bros. Door windbelasting en geluid ontstaan trillingen van de glaspanelen waardoor er op den duur scheuren in de silicastructuren ontstaan, die de transparantie niet ten goede komen.
Hoe het Nederlandse nanoschuim op die terreinen scoort, moet blijken tijdens tests die ook in deze fase van het onderzoek plaats zullen vinden. Gelamineerd tussen glas of doorzichtige kunststofpanelen zullen de verschillende nanoschuimen worden blootgesteld aan duurtests om te weten hoe het materiaal reageert op zonlicht, warmte, vocht en trillingen.

Opschalen
Een derde pijler in de ontwikkelingsfase die met de nieuwe subsidie is ingeslagen is het opschalen van de productie. Die beperkt zich tot nu toe tot het laboratorium. Met name het drogen van het vloeibare schuim laat zich volgens Sonneveld lastig opschalen. Dat gebeurt bij een druk van 20 tot 30 bar, om te voorkomen dat het materiaal scheurt en moet dus plaatsvinden in drukvaten.
Sonneveld hoopt dat het nanoschuim over drie jaar, wanneer deze onderzoeksfase afloopt, productierijp is. DowChemical en General Electric die wel aan de eerste fase van het onderzoek meededen, doen dit maal niet mee. Maar Sonneveld sluit niet uit dat ze als het nanoschuim echt productierijp is, weer aanhaken.
Andere deelnemers aan het project zijn PCSG, FeyeCon, Rapid Pane Glasindustries, Zonne Energie Nederland, Recticel, Noviant, ATO BV en de Rijksuniversiteit Groningen. Sonnevelds instituut IMAG verzorgt de penvoering. IMAG is een onderzoeksinstelling van Wageningen Universiteit dat al jarenlang onderzoek doet naar het terugdringen van energiegebruik in tuinbouwkassen.
De toegekende subsidie van 1,5 miljoen euro voor het nanoschuim, dekt ruim de helft van de ontwikkelingskosten in deze fase. De rest wordt opgehoest door de diverse projectpartners.