Novo material dissipa calor sem usar energia; veja como funciona

Pesquisadores do Instituto de Tecnologia de Karlsruhe (KIT), na Alemanha, desenvolveram um material inovador que supera o vidro em transparência, com a capacidade adicional de resfriar ambientes e se autolimpar: o metamaterial.

O nome completo é metamaterial multifuncional microfotônico baseado em polímero (PMMM). Essa criação consiste em uma película composta por pirâmides de silicone com aproximadamente dez micrômetros cada.

Embora tenha uma aparência fosca, o PMMM impressiona com sua capacidade de transmitir luz, alcançando 95% de transmitância, enquanto o vidro comum possui apenas 91%.

As pirâmides de silicone que formam a película possuem propriedades superhidrofóbicas, conferindo ao material a habilidade de autolimpeza.

Além disso, o metamaterial é capaz de dispersar 73% da luz que recebe, o que resulta em uma iluminação mais confortável nos ambientes onde é aplicado.

Outro destaque do material é sua capacidade de dissipar calor sem necessitar de energia adicional, tornando-o uma solução eficiente para o controle térmico de espaços. O estudo detalhando essa inovação foi publicado na renomada revista Nature Communications.

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Metamaterial

Embora tenha uma aparência fosca, o material é mais transparente do que o vidro comum, com 95% de transmitância, em comparação aos 91% do vidro.

O PMMM também consegue dispersar 73% da luz que recebe, proporcionando uma iluminação mais confortável para as pessoas e plantas no ambiente. Os detalhes desse estudo estão na revista Nature Communications.

Devido ao processo de resfriamento radiativo, que envolve a perda de calor por radiação infravermelha, o PMMM pode dissipar calor nos ambientes onde se aplica, sem a necessidade de energia adicional. Em um teste descrito no estudo, o material conseguiu manter uma sala 6 ºC mais fria que a temperatura do ar ambiente.

A propriedade autolimpante do PMMM vem das pequenas pirâmides que o compõem. Com suas propriedades superhidrofóbicas, a água que atinge o material forma gotículas que removem sujeiras da superfície, tornando o material mais durável e fácil de manter.

O material seria capaz de melhorar o uso da luz natural em ambientes internos, enquanto resfria passivamente e diminui a dependência de ar condicionado.

Ou seja, a solução é escalável e pode se integrar perfeitamente em planos de construção de edifícios e desenvolvimento urbano ecológicos, explicou Gan Huang, um dos pesquisadores envolvidos no estudo, em comunicado.

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Aplicabilidade

O metamaterial multifuncional microfotônico baseado em polímero tem várias potenciais aplicações devido às suas propriedades únicas.

Por exemplo, em edifícios e arquitetura sustentável, o PMMM poderia ir em janelas e fachadas para melhorar a iluminação natural enquanto reduz a necessidade de ar condicionado, contribuindo para a eficiência energética e conforto térmico dos ambientes internos.

Além disso, o metamaterial pode servir em coberturas e telas de sombra em áreas expostas ao sol, proporcionando resfriamento passivo e iluminação difusa, ideal para edifícios comerciais e residenciais.

Enquanto isso, na agricultura, o PMMM teria aplicação em coberturas de estufas para otimizar a luz solar para as plantas. Assim, aumenta a eficiência do crescimento enquanto mantém a temperatura interna controlada sem a necessidade de sistemas de resfriamento adicionais.

Em painéis solares, o PMMM pode servir em superfícies autolimpantes, aproveitando suas propriedades superhidrofóbicas para manter os painéis livres de poeira e detritos, aumentando assim sua eficiência.

Essas aplicações demonstram o potencial do PMMM para otimizar o uso da luz solar, fornecer resfriamento passivo e reduzir a dependência de sistemas de resfriamento artificial, sendo uma solução escalável e integrada para o desenvolvimento urbano ecológico.

Além disso, seria sustentável, cumprindo a função de tornar o mundo mais ecológico e atingir as metas da ONU para transformar o ambiente. Por isso, vale a pena acompanhar os estudos futuros desse material inovador.

Fonte: Olhar Digital

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