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Janela inteligente regula luz e calor de forma independente

Janela inteligente regula luz e calor de forma independente
Nanocristais de óxido de estanho-índio (em azul) incorporados em uma matriz vítrea de óxido de nióbio (verde) formam um material compósito que pode alternar entre a passagem e o bloqueio do infravermelho mediante a aplicação de uma tensão elétrica.[Imagem: Anna Llordés/LBNL]

Janela inteligente

Um novo revestimento para janelas promete trazer conforto e economia de energia para casas e edifícios.

O revestimento, feito com nanocristais ajustáveis eletricamente, permite controlar de forma independente a passagem da luz e do calor do Sol.

Assim, ao apertar de um botão, os moradores poderão selecionar se querem o aquecimento do Sol - no inverno - ou apenas a luz, deixando o calor de fora - no verão.

Em uma estação, economiza-se energia com aquecimento, enquanto na outra economiza-se energia com ar-condicionado; em ambas, economiza-se energia com iluminação.

Se a questão for a privacidade, é possível também chavear a janela para o modo escuro, bloqueando tanto a luz quanto o calor.

A inovação, fruto do trabalho de Anna Llordés e seus colegas do Laboratório Nacional Lawrence Berkeley, nos Estados Unidos, mereceu a capa da última edição da revista Nature.

Eletrocrômico

Ao contrário das tecnologias existentes, o revestimento permite o controle seletivo sobre a luz visível e a radiação na faixa do infravermelho próximo (NIR), responsável pelo calor.

Janela inteligente regula luz e calor de forma independente
A inovação mereceu a capa da edição desta semana da revista Nature. [Imagem: Nature/Divulgação]

A tecnologia da janela inteligente é baseada em um novo material eletrocrômico, um material que muda de cor pela aplicação de uma corrente elétrica.

O material é feito de nanocristais de óxido de estanho-índio incorporados em uma matriz vítrea de óxido de nióbio.

O compósito combina duas funcionalidades distintas - um controle sobre a passagem de luz visível e outro sobre a passagem do infravermelho próximo.

Contudo, o material é mas mais do que a soma das suas partes.

Os pesquisadores descobriram uma interação sinérgica na interface onde a matriz vítrea encontra os nanocristais que aumenta a potência do efeito eletrocrômico, o que significa que é possível usar revestimentos mais finos sem comprometer o desempenho.

Essa interação é gerada pela forma como os átomos se conectam ao longo da interface nanocristais-vidro, o que provoca um rearranjo estrutural da matriz de vidro. A interação "abre espaço" dentro do vidro, permitindo que os fótons entrem e saiam mais facilmente.

O óxido de estanho-índio, mais conhecido como ITO, é usado nas telas sensíveis ao toque, o que faz prever que o material não será muito barato se for mantida esta composição - o nióbio não é muito barato, mas um quilograma de índio está custando por volta de US$600,00.

Bibliografia:

Tunable near-infrared and visible-light transmittance in nanocrystal-in-glass composites
Anna Llordés, Guillermo Garcia, Jaume Gazquez, Delia J. Milliron
Nature
Vol.: 500, 323-326
DOI: 10.1038/nature12398




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