Material multifuncional resfria e mantém a casa limpa

Redação do Site Inovação Tecnológica - 29/05/2024

Conceito do material versátil para construção civil e amostra revestindo um pedaço de vidro.
[Imagem: Gan Huang et al. - 10.1038/s41467-024-48150-2]

Ar-condicionado sem gastar energia

Uma mera curiosidade científica há poucos anos, o resfriamento radiativo já mostrou que veio para ocupar um lugar central no projeto de casas e edifícios mais confortáveis e com menor consumo de energia, com equipes de todo o mundo trabalhando para aprimorar a tecnologia.

Também conhecida como refrigeração passiva, esta tecnologia refrigera sem gastar eletricidade, irradiando o calor para o frio do espaço exterior.

Agora, pesquisadores do Instituto Karlsruhe de Tecnologia, na Alemanha, desenvolveram um material à base de polímero com propriedades únicas, que permitem que a luz do Sol entre no interior do edifício, mantém um clima interior mais confortável sem gastar energia e, como um bônus adicional muito útil para a construção civil, limpa-se automaticamente, como uma folha de lótus.

Isto significa que, se usado para revestir fachadas e janelas de vidro, o novo material não apenas evitará os incômodos reflexos e brilhos, a falta de privacidade e o superaquecimento, como também permitirá economizar na hora da limpeza.

As micropirâmides conseguem lidar com os raios de Sol de modo muito eficiente, qualquer que seja a hora do dia.
[Imagem: Gan Huang et al. - 10.1038/s41467-024-48150-2]

Refrigeração, privacidade e autolimpeza

No laboratório e em experimentos a céu aberto em condições reais ao ar livre, o material gerou um resfriamento de 6 °C em relação à temperatura ambiente. Além disso, o material apresentou alta transmitância espectral, ou transparência, de 95%, em comparação com uma transparência típica de 91% do vidro.

Além disso, a estrutura microrrugosa do material dispersa 73% da luz solar que entra, resultando em uma aparência embaçada, garantindo a privacidade. São essas mesmas rugosidades em dão ao revestimento sua capacidade de autolimpeza, imitando as microestruturas das folhas, que fazem com que as gotas de água escorram, levando consigo a poeira acumulada.

O material também será útil no setor produtivo, aumentando o rendimento das culturas agrícolas cultivadas em estufas.

"Quando o material é usado em telhados e paredes, ele permite espaços internos claros, mas sem ofuscamento e protegidos pela privacidade, para trabalho e moradia. Em estufas, a alta transmitância de luz pode aumentar os rendimentos porque a eficiência da fotossíntese é estimada em nove por cento maior do que em estufas com telhados de vidro," disse o pesquisador Gan Huang.

As micropirâmides são também as responsáveis pela capacidade de autolimpeza do revestimento.
[Imagem: Gan Huang et al. - 10.1038/s41467-024-48150-2]

Metamaterial

Tecnicamente, o revestimento é um "metamaterial multifuncional microfotônico baseado em polímero". Como todos os metamateriais, ele consiste em unidades menores, conhecidas como meta-átomos, neste caso pirâmides microscópicas feitas de silicone.

Essas micropirâmides medem cerca de dez micrômetros, o que equivale a cerca de um décimo do diâmetro de um fio de cabelo. Este design confere ao filme suas diversas funções, incluindo difusão de luz, autolimpeza e resfriamento radiativo, mantendo um alto nível de transparência.

As micropirâmides também conferem ao filme propriedades superhidrofóbicas, semelhantes às de uma folha de lótus: A água forma gotículas, em vez de se espalhar pela superfície, e remove a sujeira e a poeira da superfície ao escorrer. Esta função de autolimpeza torna o material fácil de manter e durável.

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