Resfriamento passivo, sem gasto de energia, agora feito por materiais coloridos

Redação do Site Inovação Tecnológica - 13/08/2024

A torção dos cristais líquidos é a chave para a obtenção de um amplo espectro de cores.
[Imagem: Sangwok Bae et al. - 10.1016/j.cej.2024.149245]

Refrigeração passiva

Há algum tempo que a refrigeração passiva, gerada por materiais que irradiam o calor para o espaço sem gastar energia, deixou de ser curiosidade, e hoje já se apresenta como uma alternativa concreta aos sistemas de ar-condicionado em muitas situações.

A adoção prática dessa tecnologia - seu nome técnico é resfriamento radiativo - ganhou agora um novo impulso graças ao trabalho de Sangwok Bae e colegas do Instituto Coreano de Ciência e Tecnologia (KIST).

Bae desenvolveu um material para resfriamento radiativo que, além de mandar o calor para o espaço, emite cores, o que o torna capaz de atender às exigências estéticas das aplicações arquitetônica ou veiculares.

Os materiais de resfriamento radiativo tipicamente são brancos, para reduzir a absorção da luz solar. Isso fornece excelente desempenho de resfriamento, mas tem a desvantagem de não poder ser usado em edifícios ou veículos que tenham exigências estéticas porque é difícil adicionar-lhe cor sem uma degradação significativa de suas funções.

A equipe coreana resolveu esse problema fabricando cristais fotônicos à base de cristais líquidos. O cristal líquido disponível comercialmente (LC242) não apenas reduz sua temperatura por meio do resfriamento por radiação, como também forma cristais fotônicos coloridos por meio de sua estrutura periódica, bastando para isso alinhar os cristais em uma espiral usando uma bobina.

Os pesquisadores usaram um processo de revestimento por rotação para dobrar esses cristais fotônicos coloridos, o que resultou em cores vivas, ao contrário dos cristais fotônicos convencionais, que têm cores diferentes dependendo do ângulo de visão.

O ganho de temperatura do material colorido surpreendeu.
[Imagem: Sangwok Bae et al. - 10.1016/j.cej.2024.149245]

Temperatura 30,8 °C mais baixa

Ao combinar o material de resfriamento radiativo de cristal líquido com uma película transparente superior e uma película fina metálica inferior, a equipe conseguiu atingir uma temperatura de cerca de 30,8 °C mais baixa do que uma tinta comercial da mesma cor e cerca de 3,1 °C mais baixa do que o ar ambiente ao meio-dia, disseram os pesquisadores.

O material radiativo colorido poderá ser usado para reduzir o consumo de ar condicionado no exterior de edifícios e veículos, nos quais a estética seja uma consideração, bem como para fornecer resfriamento sem consumo de energia para itens de lazer ao ar livre, como guarda-sóis e barracas.

"O material de cristal líquido de resfriamento por radiação colorido desenvolvido neste estudo pode ser rapidamente fabricado por meio de um processo de revestimento por centrifugação simples e de baixo custo," disse o professor Jin Gu Kang. "Se a comercialização em larga escala desta tecnologia for bem-sucedida, ela será usada no futuro para resfriar uma ampla gama de campos, como eletrônica e mobilidade."

• Material resfria 16º C sem gastar energia refletindo 104% da luz

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