O revestimento pode regular o tempo de construção solidificando e liquefazendo

Em um esforço para encontrar uma maneira eficiente de manter os edifícios mais frios em climas quentes e mais quentes nos meses mais frios, pesquisadores da Pritzker School of Molecular Engineering (PME) da Universidade de Chicago desenvolveram um material que muda de forma que retém partículas de cobre em um líquido ou forma sólida. Embora o material use uma corrente elétrica muito baixa para alternar entre os dois estados, é uma fração da energia que ele pode economizar por meio de aquecimento e resfriamento passivos.

O material não inflamável consiste em várias camadas, incluindo um filme de poliuretano, folha de grafeno e uma grade de ouro. Mas a ação real ocorre graças a um eletrólito aquoso e partículas de cobre.

Quando o material está em modo de aquecimento, as partículas de cobre são depositadas sobre o filme, formando uma camada sólida excelente para absorver o calor solar. Depois que uma baixa corrente elétrica é passada através do material, as partículas se dispersam no eletrólito e o material entra em seu modo de resfriamento, onde a energia infravermelha quente do sol é refletida em vez de absorvida. Na pesquisa, o material foi trocado com sucesso por 1.800 ciclos.

"Nós essencialmente descobrimos uma maneira de baixo consumo de energia para tratar um edifício como uma pessoa; você adiciona uma camada quando está frio e retira uma camada quando está quente", disse o pesquisador principal Asst. Prof. Po-Chun Hsu. "Esse tipo de material inteligente nos permite manter a temperatura em um edifício sem grandes quantidades de energia."

Na verdade, os pesquisadores descobriram que, quando o material está na configuração do modo de aquecimento sólido, ele pode reter 93% da energia infravermelha com a qual entra em contato. No modo de resfriamento líquido, ele pode refletir até 92% dessa energia. Mesmo considerando a pequena corrente elétrica necessária para ativar a mudança, isso se traduz em uma economia de até 8,4% dos custos de HVAC do prédio, dizem os pesquisadores.

“Depois de alternar entre os estados, você não precisa aplicar mais energia para permanecer em nenhum deles”, disse Hsu. "Portanto, para edifícios onde você não precisa alternar entre esses estados com muita frequência, está realmente usando uma quantidade muito insignificante de eletricidade."

Além do mais, o material pode ser programado para mudar em qualquer temperatura necessária para que possa ser ajustado para funcionar de forma diferente em diferentes climas.

Além disso, como o material é transparente quando está no modo de resfriamento, além de fornecer benefícios de regulação de temperatura, ele também pode fornecer um elemento de design interessante, pois teria uma aparência acobreada no modo de retenção de calor sólido, mas poderia mostrar qualquer pigmento aplicado a uma camada inferior quando em modo de resfriamento transparente.

Os materiais que mudam de cor em resposta a uma corrente elétrica são conhecidos como eletrocrômicos e vimos um material muito semelhante desenvolvido há dois anos por cientistas da Duke University, na Carolina do Norte. Também vimos esses materiais desenvolvidos para uso em películas para vidros e óculos de sol.

A partir de agora, os pesquisadores criaram pedaços do material medindo aproximadamente 6 cm (cerca de 2,4 pol.) De diâmetro, mas, dizem eles, pode ser possível construir cobertura usando-o em uma configuração semelhante a uma telha. Seus próximos passos estão investigando maneiras de fabricar o material e observando como o uso do material entre seus estados líquido e sólido também pode ser valioso em termos de controle térmico passivo.

A pesquisa foi publicada na revista Nature Sustainability.

Fonte: Universidade de Chicago