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Na Universidade de Turku, na Finlândia, um pesquisador de doutorado se inspirou na clorofila e usou moléculas de porfirina para criar filmes que mudam de cor e guardam eletricidade. A promessa são janelas inteligentes capazes de armazenar energia solar e escurecer sozinhas, mas a tecnologia ainda está no laboratório.
A natureza resolveu há milhões de anos um problema que a engenharia persegue há décadas, e agora a ciência tentou copiar o truque. Um pesquisador de doutorado da Universidade de Turku, na Finlândia, desenvolveu materiais inspirados na clorofila que podem, no futuro, dar origem a janelas inteligentes capazes de armazenar energia solar e escurecer sozinhas.
O segredo está nas porfirinas, as mesmas moléculas que ajudam a clorofila a captar a luz do sol nas plantas. A partir delas, o pesquisador Sachin Kochrekar criou filmes que mudam de cor e, ao mesmo tempo, guardam energia. O resultado é promissor, mas ainda preso ao laboratório: falta muita engenharia até virar produto.
Como a clorofila inspirou os filmes de porfirina
O trabalho se concentrou nas porfirinas, moléculas naturais presentes em sistemas biológicos como a clorofila, das plantas, e a hemoglobina, do sangue.
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Elas são conhecidas por transferir elétrons e mudar de estado químico sob condições controladas, justamente o que as torna interessantes para a ciência de materiais.
Como explica Kochrekar, é graças à estrutura de porfirina na clorofila que a planta consegue recuperar a energia da luz solar pela fotossíntese.
Foi esse comportamento que inspirou os filmes poliméricos. Eles combinam, em um único material, dois papéis que costumam ser separados: o comportamento eletrocrômico, que muda a cor quando recebe eletricidade, e o armazenamento de energia, que captura e libera carga elétrica.
A pesquisa foi feita no grupo de Química de Materiais da professora Carita Kvarnström, na Universidade de Turku, que estuda materiais que mudam de cor há cerca de uma década.
Filmes que mudam de cor e guardam energia ao mesmo tempo
Para chegar lá, o estudo usou duas rotas de síntese. Em uma, as porfirinas foram combinadas com um composto eletricamente condutor; na outra, foram conectadas por moléculas-ponte, formando uma membrana polimérica sem precisar de materiais iniciais especialmente modificados.
Os dois caminhos geraram filmes com propriedades eletrocrômicas e de armazenamento combinadas, com desempenho que variava conforme o método.
O metal no centro da molécula também fez diferença. O filme com níquel alternava de forma reversível entre três cores, preto, laranja e verde, enquanto as versões com zinco e sem metal mudavam entre apenas dois estados.
As trocas de cor aconteciam rápido, em geral em dois segundos, com forte contraste, e os filmes mantinham a coloração mesmo depois de desligada a eletricidade, um efeito de memória que pode reduzir o consumo de energia em aplicações reais.
Energia solar e janelas inteligentes: a aposta para o futuro
Os materiais foram avaliados como supercapacitores eletrocrômicos usando um eletrólito à base de água, considerado mais seguro e ecológico do que muitas alternativas convencionais.
Os filmes mostraram capacidade real de armazenamento e mantiveram o desempenho ao longo de milhares de ciclos de carga e descarga.
Segundo a Universidade de Turku, é o primeiro estudo a usar esses filmes poliméricos de porfirina como supercapacitores eletrocrômicos em um meio aquoso.
A aplicação mais empolgante está nas janelas inteligentes. A ideia é que um vidro desses possa escurecer sozinho sob luz solar intensa e, ao mesmo tempo, armazenar a energia solar captada ao longo do dia.
Na prática, isso reduziria a necessidade de ar-condicionado e o gasto de energia solar e elétrica de um edifício, unindo conforto térmico e geração de energia em uma única superfície.
Baixo custo, mas ainda longe das casas
Um ponto a favor é o custo. Segundo Kochrekar, os materiais têm baixo custo de produção, são fáceis de controlar e bastante adaptáveis, podendo ser integrados a substratos flexíveis e elásticos.
Por isso, além das janelas inteligentes, a tecnologia poderia chegar a sensores, eletrônica flexível, roupas inteligentes e outras soluções de energia solar, sem contar usos como espelhos antirreflexo e tetos solares de veículos.
Ainda assim, vale a cautela. A pesquisa segue na fase de desenvolvimento de materiais, e muito trabalho de engenharia será necessário antes que ela chegue a edifícios comerciais ou a produtos de consumo.
Em outras palavras, as janelas inteligentes que copiam a clorofila para guardar energia solar são, por enquanto, uma prova de conceito promissora saída da Universidade de Turku, e não algo que você vá instalar em casa amanhã.
Uma janela que imita a clorofila para escurecer sozinha e ainda guardar energia solar parece o tipo de ideia capaz de mudar a forma como construímos nossas casas.
Conte nos comentários se você instalaria janelas inteligentes assim e quanto acha que valeria a pena pagar por elas.
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