Een internationale groep onderzoekers heeft een doorbraak bereikt op het gebied van thermische energiebeheersing. Dit nieuwe materiaal kan warmte niet alleen geleiden of isoleren, maar ook instellingen "onthouden", warmtestraling ombuigen en functioneren zonder constant stroomverbruik.
Een revolutie in warmtebeheer
Tot nu toe voldeed de beheersing van thermische straling aan het wederkerigheidsprincipe: een materiaal absorbeerde en straalde warmte op identieke wijze uit. Deze fundamentele beperking vormde een obstakel voor de ontwikkeling van "slimme" thermoregulatiesystemen.
Professor Koichi Okamoto en dr. Shunsuke Murai van de Graduate School of Engineering van de Osaka Metropolitan University hebben hiervoor een oplossing gevonden. Zij ontwikkelden een apparaat dat twee soorten materialen combineert:
- Magneto-optisch materiaal — verandert van eigenschappen onder invloed van een magnetisch veld.
- GST-faseovergangsmateriaal (germanium-antimoon-tellurium) — kan schakelen tussen verschillende toestanden.
Samen vormen deze componenten een systeem dat naar wens van de onderzoekers thermische straling in de juiste richting kan sturen, deze modus kan in- of uitschakelen en, wat het belangrijkste is, de instellingen kan behouden, zelfs nadat de stroom is uitgeschakeld.
"We hebben warmte intelligenter gemaakt"
"We hebben warmtestraling 'slimmer' laten reageren. Het realiseren van deze functies in een werkend model baant de weg naar een nieuwe generatie efficiënte infraroodstralers, thermische energie-apparaten, sensoren en fotonische geheugentechnologieën", legt dr. Murai uit.
Professor Okamoto vult aan:
"Ons uiteindelijke doel is om compacte componenten te ontwikkelen die thermische straling actief kunnen reguleren, vergelijkbaar met hoe elektronische circuits de stroom van elektriciteit beheersen."
Waar wordt dit toegepast?
Deze technologie biedt perspectieven voor verschillende sectoren:
- Slimme infraroodsensoren — nauwkeurigere en energiezuinigere sensoren voor de medische sector, beveiliging en industrie.
- Nieuwe generatie energiesystemen — apparaten die warmte met minimaal verlies kunnen herverdelen.
- Fotonisch geheugen — informatieopslag met behulp van licht en warmte in plaats van elektrische ladingen, wat meer snelheid en betrouwbaarheid belooft.
- Thermoregulatie van gebouwen — "slimme" materialen voor muren en ramen die zich automatisch aanpassen aan de temperatuur.
Waarom is dit belangrijk?
Vandaag de dag nadert de elektronica de fysieke grenzen van miniaturisatie. Wetenschappers zoeken daarom naar alternatieve manieren om informatie te verwerken en op te slaan. Het gebruik van warmte en licht in plaats van elektriciteit kan een van die oplossingen worden.
Bovendien is effectief beheer van thermische energie van cruciaal belang voor de strijd tegen klimaatverandering. Apparaten die minder energie verspillen en warmte optimaal benutten, zullen helpen het wereldwijde verbruik van hulpbronnen te verlagen.
Het onderzoek is in 2026 gepubliceerd en heeft reeds de aandacht getrokken van specialisten op het gebied van materiaalkunde, energie en fotonica.
Bron: Osaka Metropolitan University, ScienceDaily, juli 2026
