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Cientistas desenvolvem material que tornará o ar-condicionado um produto ultrapassado. Trata-se de uma nova cerâmica que resfria ambientes de forma passiva.
Cientistas de Hong Kong alcançaram um marco notável ao desenvolver uma nova cerâmica capaz de resfriar ambientes, representando um avanço significativo no campo do resfriamento radiativo passivo, também conhecido como refrigeração passiva. Essa abordagem direciona o calor para o espaço frio, sem a necessidade de consumo de energia. O material inovador, batizado de “cerâmica de resfriamento“, promete revolucionar o conceito tradicional de ar-condicionado.
Nova cerâmica que resfria ambientes pode ser até 20% mais econômica
O material alcançou propriedades ópticas de alto desempenho ao refletir o calor em frequências para as quais a atmosfera da Terra é transparente. Isso possibilita baixar a temperatura de ambientes sem utilizar ar-condicionado ou outros métodos que gastam energia, o que torna o material uma alternativa promissora aos métodos tradicionais.
Mais do que uma demonstração de laboratório, a relação custo-benefício, durabilidade e versatilidade da cerâmica deixam-na praticamente pronta para venda, para uso não apenas na construção civil, mas também, em diversas outras aplicações.
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[Imagem: City University of Hong Kong]
Segundo o professor Chi Yan Tso, da Universidade de Hong Kong, o experimento mostrou que a aplicação da nova cerâmica que resfria ambientes no telhado de uma casa pode gerar mais de 20% de economia na eletricidade para resfriamento de ambientes, o que confirma o grande potencial desta na redução da dependência das pessoas dos métodos de resfriamento ativo, e fornece uma solução sustentável para evitar a sobrecarga da rede elétrica, as emissões de gases de efeito estufa e as ilhas de calor urbanas.
A extraordinária singularidade da cerâmica de resfriamento, que dispensa o uso de ar-condicionado, reside em sua estrutura hierarquicamente porosa inspirada na casca do escaravelho, que possui escamas brancas especialmente brilhantes que cobrem todo seu exoesqueleto. Essas escamas brancas contam com esclerotina, uma forma modificada do polímero quitina, e são mais brancas que qualquer material artificial produzido até então.
Cerâmica que resfria ambientes e dispensa ar condicionado é produzida com materiais acessíveis
A cerâmica que resfria ambientes e dispensa ar condicionado foi produzida utilizando materiais acessíveis, como alumina, através de um processo simples de duas etapas, envolvendo inversão de fase e sinterização, tornando a produção escalonável e economicamente viável.
A cerâmica marca pontos nas duas propriedades ópticas que determinam o desempenho de resfriamento dos materiais de refrigeração passiva, tipicamente descritas em duas faixas de comprimento de onda: A Faixa solar e a Faixa do infravermelho médio. Um resfriamento passivo eficiente demanda alta reflexividade na primeira faixa, para reduzir o ganho de calor solar, e alta emissividade na segunda faixa, para maximizar a dissipação do calor radiativo.
A alumina, principal matéria-prima da nova cerâmica, garante que ela mantenha a absorção solar no mínimo. A cerâmica de resfriamento é feita de alumina, o que gera a degradação desejada da resistência aos raios UV, o que é uma preocupação típica de grande parte dos projetos de resfriamento passivo radiativo à base de polímeros.
O modelo também apresenta ótima resistência ao fogo, ao suportar temperaturas superiores a 1.000º C, o que ultrapassa as capacidades de grande parte dos materiais de resfriamento passivo radiativo à base de polímero ou à base de metal.
Material atinge ótimo desempenho em testes
Além do seu ótimo desempenho óptico, durante os testes em campo, a cerâmica de resfriamento, que tornará o ar-condicionado obsoleto, apresentou uma ótima resistência às intempéries, estabilidade química e resistência mecânica, tornando-a pronta para aplicações externas de longo prazo.
Em temperaturas extremamente altas, a cerâmica de resfriamento apresenta superhidrofacilidade, possibilitando o espalhamento imediato das gotas devido sua estrutura porosa interligada. Essa característica inibe o efeito Leidensfrost, que impede a evaporação, comumente encontrado em materiais tradicionais de revestimento de edifícios, e permite um resfriamento evaporativo eficiente. O efeito Leidenfrost é um fenômeno que acontece quando um líquido entra em contato com a superfície significativamente mais quente que seu ponto de ebulição.
