Novos filmes coloridos podem resfriar significativamente carros e edifícios

Novos nanofilmes poderiam reduzir significativamente a energia necessária para resfriar edifícios ou veículos.

Assim como as roupas brancas parecem mais frias do que outras cores porque refletem o sol em vez de absorvê-lo, outras cores, como azul ou preto, aquecem quando absorvem luz. Mas novos filmes de resfriamento coloridos inspirados nas nanoestruturas das asas das borboletas podem eliminar grande parte do efeito de aquecimento, ao mesmo tempo que adicionam cores vibrantes.

Os novos filmes, que não absorvem luz, poderiam ser usados ​​na parte externa de edifícios, veículos e equipamentos para reduzir a energia necessária para resfriamento.

“Nos edifícios, grandes quantidades de energia são utilizadas para refrigeração e ventilação, e o funcionamento do ar condicionado em carros eléctricos pode reduzir a autonomia em mais de metade”, disse o líder da equipa de investigação, Guo Ping Wang, da Universidade de Shenzhen, na China. “Nossas películas de resfriamento podem ajudar a promover a sustentabilidade energética e a neutralidade de carbono.”

Um artigo publicado na revista Optica detalha que os filmes estão baixando as temperaturas para cerca de 2°C abaixo do ar ambiente. Além disso, os pesquisadores também descobriram que, quando deixados do lado de fora o dia todo, a versão azul dos filmes era aproximadamente 50°F mais fria (26°C) do que a pintura azul tradicional do carro.

Se as películas forem utilizadas em edifícios, isso representaria uma enorme poupança de energia, reduzindo o uso de ar condicionado.

AMANTES DE BORBOLETA: A grande migração monarca parece dever o sucesso às manchas brancas nas asas da borboleta

“Com nossos novos filmes, é possível alcançar um excelente desempenho de resfriamento, independentemente da cor, saturação ou brilho desejado”, disse Wang. “Eles poderiam até ser usados ​​em têxteis para criar roupas de qualquer cor que sejam confortáveis ​​em temperaturas altas.”

Um carro pintado de azul parece azul porque absorve a luz que aquece o carro. As borboletas Morpho, entretanto, produzem sua cor azul altamente saturada com base na nanoestrutura de suas asas. O design do nanofilme de resfriamento imita essas estruturas para produzir cores vibrantes que não absorvem luz como a tinta tradicional.

Para criar seus nanofilmes inspirados no Morpho, os pesquisadores colocaram um material desordenado (vidro fosco áspero) sob um material multicamadas feito de dióxido de titânio e dióxido de alumínio. Colocaram então esta estrutura sobre uma camada prateada que reflete toda a luz, evitando assim a absorção da radiação solar e o aquecimento associado a essa absorção.

A cor do filme é determinada pela forma como os componentes de sua estrutura de múltiplas camadas refletem a luz. Para criar o azul, por exemplo, o material multicamadas é projetado para refletir a luz amarela em uma faixa muito estreita de ângulos, enquanto a estrutura desordenada difunde a luz azul por uma área ampla.

NOTÍCIAS DA MONARCA:Monarcas se recuperam novamente – superando o total do ano passado, provando que o sucesso não é por acaso

Embora este tipo de gerenciamento térmico fotônico passivo já tenha sido realizado antes, ele só foi usado com objetos brancos ou transparentes porque é difícil manter um amplo ângulo de visão e alta saturação de cores.

“Graças à estrutura em camadas que desenvolvemos, alta saturação e brilho podem ser alcançados através da otimização da estrutura”, disse Wang.

Para testar a nova tecnologia, os pesquisadores criaram filmes azuis, amarelos e incolores, que colocaram ao ar livre na Universidade de Shenzhen em telhados, carros, tecidos e telefones celulares. Usando sensores termopares e câmeras infravermelhas para medir a temperatura, eles descobriram que os filmes de resfriamento eram cerca de 27°F (15°C) mais frios do que as superfícies em que foram colocados no inverno e cerca de 63°F (35°C) mais frios no inverno. verão.

MAIS BOAS NOTÍCIAS: Existe algum ar condicionado ecológico por aí? (Algumas boas notícias)

Os pesquisadores apontam que substituir o filme de prata por um filme de alumínio tornaria os filmes mais baratos e fabricáveis ​​por um método de fabricação escalável. Agora que demonstraram o desempenho de resfriamento e cor dos filmes, os pesquisadores planejam estudar e otimizar outras propriedades, como robustez mecânica e química.