05/10/2022
Engenheiros desenvolveram um metamaterial de fabricação escalável — um material de engenharia com propriedades extraordinárias não encontradas na natureza – para atuar como uma espécie de sistema de ar condicionado para estruturas. Ele tem a capacidade de refrigerar objetos mesmo sob a luz direta do sol com consumo zero de energia e água.
Quando aplicado a uma superfície, o filme de metamaterial esfria o objeto por baixo, refletindo eficientemente a energia solar recebida de volta ao espaço e, ao mesmo tempo, permitindo que a superfície derrame seu próprio calor sob a forma de radiação térmica infravermelha.
O material híbrido de vidro-polímero dos pesquisadores mede apenas 50 micrômetros de espessura — ligeiramente mais grosso que a folha de alumínio encontrada em uma cozinha — e pode ser fabricado economicamente em rolos, tornando-o uma tecnologia potencialmente viável em larga escala, tanto para aplicações residenciais quanto comerciais.
“Sentimos que este processo de fabricação de baixo custo será transformador para aplicações do mundo real desta tecnologia de resfriamento radiativo”, disse Xiaobo Yin, co-diretor da pesquisa e professor assistente.
O material aproveita o resfriamento radiativo passivo, o processo pelo qual objetos derramam calor naturalmente sob a forma de radiação infravermelha, sem consumir energia. A radiação térmica proporciona algum resfriamento natural noturno e é utilizada para resfriamento residencial em algumas áreas, mas o resfriamento diurno tem sido historicamente mais um desafio. Para uma estrutura exposta à luz solar, mesmo uma pequena quantidade de energia solar diretamente absorvida é suficiente para negar a radiação passiva.
O desafio para os pesquisadores era criar um material que pudesse fornecer um duplo golpe: refletir quaisquer raios solares de volta à atmosfera enquanto ainda fornece um meio de fuga para a radiação infravermelha. Para resolver isto, os pesquisadores incorporaram microesferas de vidro visivelmente dispersas, mas radiantes por infravermelho, em uma película de polímero. Em seguida, eles adicionaram uma fina camada de prata por baixo, a fim de obter a máxima reflexão espectral.
[Continua...]