ETH Lausanne entwickelt Mobilfunk-Transparentes Fensterglas

29. August 2016, 12:08
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Wer pendelt oder auch nur gelegentlich Zug fährt, kennt das Problem.

Wer pendelt oder auch nur gelegentlich Zug fährt, kennt das Problem. Die Mobilfunkverbindung an Bord lässt oft zu wünschen übrig. Dies liegt daran, dass Reisende im Zug in einem sogenannten "Faradayschen Käfig" sitzen - in einem Metallgehäuse, das die Zuggäste vor elektromagnetischen Wellen weitgehend abschirmt.
Um dieses Problem teilweise zu lösen, haben Forscher der ETH Lausanne (EPFL) gemeinsam mit Industriepartnern neues Fensterglas entwickelt, wie die Hochschule heute Montag mitteilte.
Der Käfig besteht nämlich nicht nur aus dem Metallgehäuse der Wagen, auch die Fenster lassen die Mobilfunkwellen nicht durch. Dies liegt daran, dass sie bei modernen Zügen mit einer hauchdünnen Metallschicht überzogen sind. Diese Schicht und die Doppelverglasung sorgen dafür, dass weniger Energie zum Heizen und Kühlen des Zuginneren nötig ist.
Eingraviertes Muster
Zwar setzen Eisenbahnunternehmen meist auf Signalverstärker, damit die Mobilfunkverbindung nicht zu sehr leidet. Aber diese Geräte fressen wiederum Strom und müssen häufig ausgetauscht werden.
Der Trick bei dem neu entwickelten Fensterglas besteht darin, die Metallschicht so zu verändern, dass sie Strahlen je nach Wellenläge unterschiedlich reflektiert. Wärmestrahlung, mit Wellenlängen im Mikrometerbereich, soll weiterhin reflektiert werden. Mobilfunkwellen, mit Wellenlängen im Dezimeterbereich, sollen dagegen durchgelassen werden.
Um dies zu erreichen hat das Team mittels Laserstrahlen ein spezifisches Muster in die Metallschicht graviert. Dabei werden 2,5 Prozent der Metall-Oberfläche abgetragen. Die guten thermischen Eigenschaften blieben trotzdem erhalten und die Veränderung sei praktisch unsichtbar, schrieb die EPFL. Für Mobilfunk sei das Spezialglas dagegen gleich durchlässig wie unbeschichtete Glasfenster.
Auch für Gebäude
Das neue Fensterglas könnte auch für Gebäude interessant sein, schrieb die EPFL weiter, denn auch diese können sich wie ein Faradayscher Käfig verhalten, sagt Andreas Schüler von der EPFL. Für den Einsatz in Gebäuden, so glaubt er, könnte die Gravur zudem noch weiterentwickelt werden, so dass Wellenlängen feiner unterschieden werden. Dadurch könnte es möglich werden, Fenster herzustellen, die Mobilfunk durchlassen aber WLAN-Wellen abblocken, obwohl WLAN und Mobilfunk relativ ähnliche Wellenlängen benützen. Dies könnte die Sicherheit von WLAN-Netzwerken in Gebäuden erhöhen.
Test unter Realbedingungen
Ob die Scheiben auch tatsächlich halten, was sie versprechen, wurde im Labor und auch bereits unter Realbedingungen getestet: Das Berner Transportunternehmen BLS nutzte sie im Rahmen einer Studie, um damit einen Triebzug des Typs "NINA" vollständig auszurüsten. Spezialisten der Fachhochschule der italienischsprachigen Schweiz SUPSI und Swisscom testeten die Effizienz der neuen Fenster in der BLS-Werkstatt und auf der Strecke Bern-Thun.
Die BLS kündigte daher in der gemeinsamen Mitteilung mit der EPFL an, ab September nach und nach die meisten ihrer 36 Triebzüge des Typs NINA mit den neuen Scheiben auszurüsten. Damit sollen die alten Fenster, die noch keine isolierende Metallschicht trugen, ersetzt und die Energieeffizienz der Züge gesteigert werden. Ohne Verlust für die Mobilfunkverbindung. (sda/hjm)

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