Espelho de resfriamento irradia calor para o espaço

Redação do Site Inovação Tecnológica - 28/11/2014

Além de refletir toda a energia do Sol, o material ainda pega o calor debaixo dele e o envia para o espaço - sem gastar energia.
[Imagem: Nicolle R. Fuller/Sayo-Art LLC]

Absorve e irradia

Imagine um revestimento que não gasta energia e é capaz de não apenas refletir praticamente toda a energia recebida do Sol, mas também capturar o calor por debaixo dele e o irradiar de volta ao espaço de uma forma que não aqueça o ar circundante.

Não precisa forçar tanto a imaginação: por mais que pareça ficção científica, um material capaz de fazer tudo isto sem consumir eletricidade acaba de ser criado por Aaswath Raman e seus colegas da Universidade de Stanford, nos Estados Unidos.

Se puder ser fabricado em larga escala, o revestimento poderá se traduzir em carros que não esquentam sob o Sol ou prédios e casas que evitam e eliminam o calor sem precisar ligar o ar-condicionado.

O material multicamada é um melhoramento substancial, em termos de composição e de eficiência, em relação ao trabalho apresentado pela mesma equipe em 2013, quando eles apresentaram a primeira versão do seu revestimento térmico passivo.

Revestimento térmico passivo

O revestimento consiste em sete camadas de materiais aplicados como se fossem tinta sobre um substrato de sustentação - o revestimento propriamente dito mede apenas 1,8 micrômetro de espessura, mais fino do que uma folha de papel alumínio.

Quatro camadas são feitas de dióxido de silício (SiO2) e dióxido de háfnio (HfO2) aplicados sobre uma primeira camada de prata. Fazendo cada camada com uma consistência e uma espessura precisas, foi possível construir um espelho ultraeficiente para vários comprimentos de onda, o que o torna capaz de refletir 97% de toda a energia incidente.

As três camadas superiores são feitas dos mesmos materiais, mas mais grossas e na forma de um sanduíche com o HfO2 servindo de recheio. O papel do trio é capturar o calor que vem por baixo do revestimento e reemiti-lo ao espaço, sem aquecer o ar circundante.

Isto é possível porque a energia infravermelha - o calor - é formada por diversos comprimentos de onda, entre seis e 30 micrômetros. As moléculas do ar são boas em absorver as duas extremidades desse espectro, o que faz com que o fogo ou um forno aqueça o ar ao seu redor. Mas a porção intermediária do infravermelho - entre 8 e 13 micrômetros - passa direto pelo ar e é irradiada para o espaço.

As três camadas finais do revestimento fazem o que os pesquisadores chamam de "resfriamento radiativo fotônico", convertendo os fótons infravermelhos para os comprimentos de onda da porção central do espectro, liberando-os então em direção ao espaço.

Háfnio

O protótipo, do tamanho de uma pizza, conseguiu resfriar a superfície por baixo dele em 5º C sob sol forte.

A equipe agora pretende construir protótipos maiores e deverá fazer estudos da viabilidade econômica do uso do revestimento. Embora seja usado em quantidades mínimas, o háfnio é um material raro e com preço ao redor dos US$600 o quilograma.

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