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Com mais de 90% de ar e apenas 5 mm de espessura, o novo isolante transparente foi projetado para reduzir a perda térmica em janelas sem comprometer a entrada de luz natural
Um novo isolante fino e quase invisível, desenvolvido pela Universidade do Colorado em Boulder, nos Estados Unidos, foi projetado para aumentar a eficiência energética das janelas ao bloquear calor, com potencial de impacto direto no elevado consumo energético do setor da construção civil.
Pesquisadores da Universidade do Colorado em Boulder desenvolveram o Isolante Térmico Opticamente Transparente Mesoporoso, conhecido como MOCHI, um material aplicado em janelas que bloqueia calor, mantém transparência e pode reduzir desperdícios energéticos em edifícios, responsáveis por mais de 40% do consumo comercial de energia nos EUA.
O MOCHI surge como resposta ao problema global do desperdício de energia em edificações, especialmente em estruturas comerciais, que concentram grande parte da energia gerada nos Estados Unidos, segundo dados citados pelos próprios pesquisadores envolvidos no projeto.
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Desenvolvido como um material durável e quase completamente transparente, o isolante pode ser produzido em grandes placas ou folhas finas, permitindo aplicação direta na parte interna de praticamente qualquer janela, sem comprometer a visibilidade.
“Independentemente das temperaturas externas, queremos que as pessoas possam ter temperaturas confortáveis dentro de casa sem precisar desperdiçar energia”, afirmou Ivan Smalyukh, autor sênior do estudo e professor de física da Universidade do Colorado em Boulder, em declaração feita em 11 de dezembro.
Estrutura inspirada em plástico bolha e aprimoramento de aerogéis
Os pesquisadores descrevem a estrutura do MOCHI como uma versão de alta tecnologia do plástico bolha, formada por um gel de silicone composto por mais de 90% de ar distribuído em poros extremamente pequenos.
Esses poros são frequentemente mais finos do que um fio de cabelo humano e funcionam como bolsões de ar aprisionados, responsáveis por criar uma barreira térmica altamente eficiente mesmo em camadas muito finas.
Uma única folha com cinco milímetros de espessura utiliza essas microbolhas para bloquear o calor de forma tão eficiente que oferece isolamento suficiente para permitir segurar uma chama com segurança na mão, segundo os testes descritos.
A inovação representa um avanço significativo em relação aos aerogéis tradicionais, materiais isolantes conhecidos como fumaça congelada devido à aparência turva causada pela distribuição aleatória das bolsas de ar.
A NASA utiliza esses aerogéis mais antigos para manter veículos exploradores de Marte aquecidos, porém eles não possuem a transparência necessária para aplicações domésticas, como janelas de residências ou salas de estar.
Para superar essa limitação, a equipe liderada por Smalyukh projetou cuidadosamente o processo de fabricação, ajustando cada etapa para alcançar elevada transparência sem comprometer o desempenho térmico do material.
Processo de fabricação e bloqueio do fluxo de calor
A criação do MOCHI começa com a mistura de surfactantes, moléculas especiais, em uma solução líquida, onde essas substâncias se aglomeram naturalmente formando filamentos finos, em um processo comparável à separação entre óleo e vinagre.
As moléculas de silicone presentes na solução aderem à parte externa desses filamentos de surfactante, formando a estrutura inicial do material antes das etapas finais de transformação.
Posteriormente, as moléculas de detergente são removidas e substituídas por ar por meio de uma série de processos, resultando em uma estrutura de silicone que forma um labirinto de canais microscópicos preenchidos com ar.
Normalmente, a transferência de calor ocorre como em um jogo de bilhar, com moléculas energéticas colidindo entre si, mas nas minúsculas bolsas de ar do MOCHI esse movimento é limitado.
Como não há espaço suficiente para colisões entre moléculas de gás, elas ricocheteiam nas paredes dos poros, um mecanismo que impede de forma eficaz o fluxo de calor através do material.
O resultado é uma camada isolante que reflete apenas 0,2% da luz incidente, mantendo a visão praticamente inalterada, mesmo com a aplicação direta sobre superfícies transparentes como janelas.
Aplicações futuras e desafios de produção
Atualmente, o MOCHI é produzido apenas em lâminas finas em laboratório e ainda não está disponível para consumidores, mas seu potencial vai além do simples revestimento de janelas residenciais ou comerciais.
Engenheiros envolvidos no projeto visualizam o uso do material em dispositivos capazes de capturar calor solar e converter luz em energia acessível e sustentável para aquecer água e ambientes internos de edifícios.
“Mesmo em um dia um tanto nublado, você ainda pode aproveitar muita energia e usá-la para aquecer a água e o interior do seu prédio”, explicou Smalyukh ao comentar as possibilidades futuras da tecnologia.
O processo de fabricação do MOCHI ainda é considerado demorado, embora os pesquisadores avaliem que ele pode se tornar mais eficiente com ajustes industriais e uso de materiais relativamente baratos, facilitando sua escalabildiade.
Seja em casas que perdem calor no inverno ou em arranha-céus que acumulam calor excessivo no verão, o MOCHI busca resolver a má troca térmica em superfícies transparentes, apontando para um futuro de janelas energeticamente mais eficientes.
Isso diz oque passa nas universidades dos Estados Unidos, enquanto aqui no Brasil ficam gastando seu tempo e nosso dinheiro pra enaltecer ditadores ****.
Enquanto isso seguimos estocando vento e saudando a mandioca.
Com um governo que aposte na ciência e tecnologia que não seja apenas de uso militar, a indústria americana pode ser revitalizada com inovações como essa. É um ótimo produto para exportação, o potencial de mercado no exterior é imenso.