Aparelho flexível reduz temperaturas em 14 graus em segundos

Redação do Site Inovação Tecnológica - 16/01/2025

O resfriador de estado sólido é feito de filmes flexíveis de polímero, o que facilitará sua adoção em dispositivos de vestir.
[Imagem: UCLA Soft Materials Research Laboratory]

Bomba de resfriamento

Uma tecnologia de resfriamento compacta consegue bombear calor continuamente usando camadas de filmes finos flexíveis.

O protótipo, de pequena escala, conseguiu reduzir a temperatura ambiente de seus arredores imediatos em 8,9 graus Celsius continuamente, e até 13,9 graus Celsius na fonte de calor, após cerca de 30 segundos.

A bomba de calor tem seu funcionamento baseado no efeito eletrocalórico, no qual um campo elétrico causa uma mudança temporária na temperatura de um material.

"Nosso objetivo de longo prazo é desenvolver essa tecnologia para acessórios de resfriamento vestíveis que sejam confortáveis, acessíveis, confiáveis e com baixo consumo de energia, especialmente para pessoas que trabalham em ambientes muito quentes por longas horas," disse o professor Qibing Pei.

A tecnologia de resfriamento tradicional depende de ar condicionado e refrigeração, que exigem compressão de vapor que não só consome muita energia, mas também usa materiais ambientalmente complicados como refrigerante. O novo dispositivo tem um projeto muito mais simples, não exigindo refrigerantes ou líquidos geradores de gases de efeito estufa.

Ele opera somente com eletricidade, que pode ser sustentável quando gerada por meio de fontes de energia renováveis, como painéis solares.

Os filmes de polímero se expandem e contraem para bombear o calor para longe de uma fonte, resfriando-a em quase 14 ºC em poucos segundos.
[Imagem: UCLA Soft Materials Research Laboratory]

Material elastocalórico

O material elastocalórico é composto de uma pilha circular de seis filmes finos de polímero, com cerca de 2,5 centímetros de diâmetro - a pilha inteira tem uma espessura de seis milímetros. Cada camada é revestida com nanotubos de carbono em ambos os lados. O resultado é um material ferroelétrico, o que significa que ele muda de forma quando um campo elétrico é aplicado sobre ele.

Quando o dispositivo recebe eletricidade, as camadas empilhadas comprimem-se umas contra as outras em pares. Quando a eletricidade é desligada, os pares empilhados separam-se, para então pressionar as outras camadas vizinhas. À medida que esse processo alternado se repete, a ação em cascata autorregenerativa, semelhante a um acordeon, bombeia continuamente o calor para longe, camada por camada.

"Os filmes de polímero usam um circuito para transportar cargas entre pares de camadas empilhadas, o que torna o dispositivo de resfriamento flexível mais eficiente do que os condicionadores de ar," comparou o pesquisador Hanxiang Wu.

"Como podemos usar filmes finos e flexíveis, o resfriamento eletrocalórico seria o mais ideal para vestíveis de próxima geração, que podem nos manter resfriados sob condições extenuantes. Ele também poderia ser usado para resfriar eletrônicos com componentes flexíveis," concluiu o professor Pei.

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