Meio ambiente

Vidro inteligente reage a variação no clima

Vidro inteligente reage a variação no clima
Durante o inverno, o vidro funciona como um bloqueador térmico, evitando que o calor interno da casa ou do edifício escape. No verão ele faz o oposto. [Imagem: Zhang et al.]

Inteligência vítrea

Engenheiros da China e dos Estados Unidos criaram um novo vidro inteligente que é capaz de reagir à temperatura ambiente.

Durante o inverno, o vidro funciona como um bloqueador térmico, evitando que o calor interno da casa ou do edifício escape.

Durante o verão, o vidro reflete a radiação infravermelha, evitando o aquecimento do ambiente interno.

E tudo de forma automática, sem qualquer atuação externa - a "inteligência" é embutida no vidro.

Janelas inteligentes

O Dr. Zhong Lin Wang, do Instituto de Tecnologia da Geórgia, nos Estados Unidos, tem um longo histórico de trabalho com materiais piezoelétricos e nanogeradores.

Agora ele usou sua experiência com óxidos e cerâmicas para criar um material composto por várias camadas que se mostrou uma solução promissora para a criação das janelas inteligentes.

O material primário é o dióxido de vanádio (VO2), que muda de um estado transparente em baixas temperaturas - permitindo que a radiação infravermelha passe - para um estado semi-transparente em altas temperaturas - deixando a radiação infravermelha do lado de fora.

Mesmo no seu estado semi-transparente, o material deixa a luz visível passar, mostrando a seletividade desejada quando o assunto é lidar com o calor - por isso ele é chamado de material termocrômico.

Cristalinidade

Mas o VO2 tem lá seus problemas: ele não é um bom isolante térmico e só pode ser produzido em temperaturas muito altas.

Entra em cena uma camada de óxido de estanho (SnO2) dopada com pequenas quantidades de flúor, criando um composto conhecido como FTO (iniciais dos elementos em inglês: Fluorine, Tin, Oxygen).

A camada de FTO melhora a cristalinidade da película de dióxido de vanádio e baixa sua temperatura de síntese para algo em torno de 390°C.

Finalmente é adicionada ao vidro uma camada anti-reflexiva de óxido de titânio (TiO2).

"Nossos resultados demonstram uma nova abordagem na combinação do termocromismo e da baixa emissividade para aplicações tais como janelas que permitam a economia de energia," escrevem os pesquisadores.

Bibliografia:

Solution-based fabrication of vanadium dioxide on F:SnO2 substrates with largely enhanced thermochromism and low-emissivity for energy-saving applications
Zongtao Zhang, Yanfeng Gao, Hongjie Luo, Litao Kang, Zhang Chen, Jing Du, Minoru, Kanehira, Yuzhi Zhang, Zhong Lin Wang
Energy & Environmental Science
08 Sep 2011
Vol.: First published on the web
DOI: 10.1039/c1ee02092g




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