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Inspirado na adaptação térmica dos pinguins, o filme Janus desenvolvido por pesquisadores chineses combina uma face capaz de absorver 94,5% da energia solar com outra que reflete mais de 90% da luz, abrindo caminho para revestimentos passivos em edifícios, veículos, eletrônicos e estruturas expostas ao gelo.
Inspirado nos pinguins, o filme Janus desenvolvido por pesquisadores chineses combina aquecimento solar, resfriamento radiativo, controle eletromagnético e resistência à água e ao gelo, com potencial para reduzir a demanda de energia em edifícios, veículos e eletrônicos sem consumo elétrico adicional.
Filme inspirado em pinguins absorve 94,5% da energia solar ou reflete mais de 90% da luz, em tecnologia chinesa experimental criada para alternar entre aquecimento e resfriamento passivos em edifícios, veículos, eletrônicos e estruturas expostas ao clima.
Material inspirado em pinguins muda de função conforme o lado usado
O desenvolvimento foi conduzido por instituições chinesas citadas na pesquisa. A proposta parte de uma dificuldade da engenharia térmica: superfícies convencionais costumam cumprir uma função.
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Revestimentos que ajudam a resfriar ambientes no verão podem impedir o aproveitamento do calor solar no inverno. Materiais absorventes fazem o caminho oposto, aquecem bem, mas se tornam inadequados quando a temperatura sobe.
O novo filme tenta superar essa limitação com uma estrutura de duas faces, chamada Janus. Uma face foi projetada para captar calor. A outra foi criada para rejeitar radiação solar.
A inspiração veio dos pinguins, capazes de sobreviver em ambientes extremos com plumagem isolante, estruturas direcionais e proteção contra água. Essa combinação ajudou os cientistas a desenhar uma superfície adaptativa.
Uma face aquece, outra resfria
Nos testes, o lado voltado ao aquecimento absorveu cerca de 94,5% da energia solar recebida. Sob luz solar intensa, a superfície alcançou temperatura próxima de 87 °C em experimentos ao ar livre.
A outra face refletiu mais de 90% da radiação solar e liberou calor para o exterior por resfriamento radiativo. Com isso, ficou entre 4 °C e 12 °C abaixo da temperatura ambiente.
Esse comportamento permite imaginar fachadas, coberturas ou painéis que alternem a exposição conforme a estação. No frio, a superfície poderia favorecer o aquecimento solar. No calor, poderia reduzir a entrada de radiação.
A vantagem central está no funcionamento passivo. O material não depende de motores, baterias, plugues ou consumo elétrico adicional para executar a troca térmica entre absorver e refletir calor.
Dióxido de vanádio permite resposta térmica e eletromagnética
O componente-chave do filme é o dióxido de vanádio, conhecido pela mudança de comportamento quando a temperatura ultrapassa aproximadamente 68 °C. Em temperatura ambiente, ele atua como isolante. Acima desse ponto, passa a se comportar como metal condutor.
Os pesquisadores incorporaram esse composto em microestruturas semelhantes a fibras dentro de uma camada polimérica flexível. Quando a temperatura sobe, as partículas formam caminhos condutores e alteram a resposta eletromagnética da superfície.
Na prática, o mesmo revestimento pode permitir passagem de sinais sem fio quando está frio e bloquear ou absorver micro-ondas quando aquecido, dependendo das bandas de frequência testadas.
Durante os experimentos, a transmissão por micro-ondas caiu de 83,6% para 0,06% após o aquecimento do material em determinadas faixas. Essa característica amplia o interesse para eletrônica, comunicações, veículos inteligentes e proteção contra interferências.
Eficiência energética em edifícios entra no centro da aplicação
A aplicação em construções é uma das mais diretas. Em muitas regiões urbanas, o condicionamento térmico responde por cerca de 50% do consumo global de energia associado ao uso de edifícios.
Um revestimento capaz de reduzir o uso de ar condicionado e aquecimento convencional teria impacto sobre redes elétricas, custos operacionais e emissões. O material dialoga com a arquitetura bioclimática.
O potencial estimado de economia chega a 11 kWh por metro quadrado ao ano. Esse número depende das condições de uso, da orientação da superfície e da forma como o filme seria aplicado em escala real.
Nas cidades afetadas por ondas de calor, materiais que reduzem a temperatura interna sem eletricidade podem aliviar a demanda nos horários de pico. Em regiões frias, a face absorvente poderia ajudar a aproveitar a radiação solar disponível.
Água, gelo e uso fora dos edifícios
Além da resposta térmica, o filme apresenta comportamento superhidrofóbico. As gotas de água escorregam com facilidade, o que ajuda a manter a superfície limpa, reduz a aderência de sujeira e limita a formação de gelo.
Nos testes, o congelamento foi adiado por 812 segundos. O gelo acumulado derreteu em menos de 18 minutos sob radiação solar moderada, mesmo com temperatura externa próxima de -6 °C.
Essa propriedade interessa a infraestruturas expostas, turbinas eólicas, linhas de energia, drones e aviação, onde o gelo aumenta custos e exige manutenção.
Veículos elétricos também aparecem como possibilidade. Revestimentos adaptativos poderiam contribuir para manter baterias em faixas térmicas adequadas, especialmente em climas extremos, onde frio e calor reduzem desempenho.
Aeronáutica, satélites e eletrônicos são outros campos possíveis, pois muitos sistemas usam camadas separadas para isolamento térmico e blindagem eletromagnética. No filme Janus, essas funções aparecem integradas em uma estrutura ultrafina.
Apesar do potencial, a tecnologia segue em fase experimental. Os pesquisadores ainda trabalham para melhorar a fabricação em larga escala e avaliar resistência, durabilidade e desempenho em condições do mundo real.
O avanço mostra como a observação dos pinguins pode orientar soluções de engenharia para gastar menos energia. A promessa não está em substituir sistemas existentes de imediato, mas em abrir caminho para materiais inteligentes, multifuncionais e passivos.
