Grafeno pode ajudar a controlar temperatura em prédios inteiros

Engenheiros da Universidade Duke, nos EUA, desenvolveram um material inteligente que consegue alternar entre aquecimento e resfriamento em menos de dois minutos. O dispositivo pode coletar o calor da luz solar em um ambiente externo e, logo em seguida, permitir que um objeto esfrie.

O sistema inovador criado pelos pesquisadores utiliza uma tecnologia parecida com a empregada em vidros eletrocrômicos convencionais, capazes de mudar de cor ou de opacidade em tempo real, quando estímulos elétricos são aplicados em filmes com eletrodos condutores entre uma camada e outra.

Para superar os desafios de criar um dispositivo com superfícies de eletrodos que conduzissem eletricidade e fossem transparentes tanto para luz visível quanto para radiação térmica, os pesquisadores usaram filmes de grafeno com um átomo de espessura e uma fina camada de ouro por cima.

Quando as minúsculas partículas do metal são colocadas a apenas nanômetros de distância umas das outras, elas captam comprimentos de onda de luz específicos com base no seu tamanho e espaçamento. Isso não só escurece o dispositivo, mas faz com que ele absorva e retenha tanto a luz visível quanto o calor.

No momento que o fluxo elétrico é revertido, as nanopartículas se dissolvem, deixando o eletrólito líquido novamente transparente. Essa transição entre os estados de aquecimento e resfriamento leva de um a dois minutos para ser concluída, dependendo da temperatura e do tamanho do dispositivo.

Calor e frio

Quando está no modo de aquecimento, o dispositivo escurece para absorver a luz solar, impedindo que a luz infravermelha escape. Ao alternar para o estado de resfriamento, a camada escura desaparece, revelando um espelho que reflete a luz e ajuda a radiação infravermelha a se dissipar.

Como o espelho utilizado não é totalmente transparente, esse sistema não substitui as janelas de uma casa, por exemplo, mas pode ser aplicado em outras superfícies, como em paredes externas para ajudar a esquentar ou esfriar ambientes internos em edifício inteiros, economizando energia elétrica.