Nano tintas podem controlar a temperatura de carros e prédios

As primeiras tintas do mundo que podem mudar a forma como aquecemos e resfriamos prédios, casas e carros acabam de ser desenvolvidas. Elas são capazes de obter um sofisticado controle de ‘clima passivo’ e apresentam um enorme potencial para ajudar a reduzir o uso de energia e as emissões globais de gases de efeito estufa. Continue lendo para saber como essas nano tintas podem controlar a temperatura de carros e prédios.

Uma nova pesquisa da Universidade de Melbourne, na Austrália, publicada no Journal of Materials Chemistry A, da Royal Society of Chemistry, e liderada pelo Dr. Mohammad Taha, documenta ‘tintas de mudança de fase’ de prova de conceito que usam nanotecnologia para controlar a temperatura em ambientes cotidianos. Tudo isso é possível porque as tintas conseguem ajustar a quantidade de radiação que pode passar por elas, com base no ambiente que está ao seu redor.

O Dr. Taha disse que essas tintas podem ser usadas no desenvolvimento de revestimentos capazes de obter aquecimento e resfriamento passivos, reduzindo nossa dependência da criação de energia para regular as temperaturas.

“Os seres humanos usam muita energia para criar e manter ambientes confortáveis – aquecendo e resfriando nossos prédios, casas, carros e até mesmo nossos corpos. Para reduzir nosso impacto ambiental, nós não podemos mais nos concentrar apenas na geração de energia que seja oriunda de recursos renováveis”, disse o Dr. Taha. “Também precisamos considerar a redução de nosso consumo de energia como parte de soluções energéticas propostas, na medida em que os impactos das mudanças climáticas se tornam uma realidade cada vez mais presente em nossas vidas”.

Portanto, “ao projetar as nano tintas como uma resposta ao meio ambiente, não apenas reduzimos nosso consumo energético, mas também evitamos a necessidade do uso de sistemas auxiliares para controlar a temperatura – o que representa um desperdício adicional de energia”, concluiu o Dr. Taha.

O controle climático passivo permitiria condições de vida confortáveis sem gastar energia desnecessariamente. Por exemplo, para fornecer um aquecimento confortável no inverno, as nano tintas aplicadas na fachada de um edifício podem automaticamente se transformar para permitir a passagem de maior radiação solar durante o dia e maior isolamento para manter o calor durante a noite. No verão, elas podem formar uma barreira para bloquear a radiação de calor do sol e do ambiente em seu entorno.

Essas nano tintas versáteis são uma prova de conceito que pode ser laminada, pulverizada ou adicionada a tintas e materiais de construção. Elas também podem ser incorporadas à roupa, para que possam regular a temperatura corporal em ambientes extremos ou na criação em grande escala de dispositivos eletrônicos flexíveis e que podem ser vestidos, como circuitos dobráveis, câmeras, detectores e sensores de gás e temperatura.

Segundo os cientistas, a pesquisa conduzida por eles pode se livrar das restrições que anteriormente pairavam sobre o uso dessas nano tintas em larga escala e de forma barata – o que torna possível uma adaptação de estruturas existentes e materiais de construção. Dessa forma, havendo uma demanda para a fabricação dessas tintas, elas podem ser disponibilizadas no mercado dentro de um prazo de cinco a 10 anos.

“Se houver uma colaboração com a indústria, será possível ampliar e integrar essa tinta em tecnologias novas, e em outras já existentes, como parte de uma abordagem holística para enfrentar os desafios energéticos das mudanças climáticas do mundo. O potencial das nano tintas é enorme, pois pode ser usado para muitos propósitos diferentes – como prevenir o acúmulo de calor em eletrônicos ou em para-brisas de carros. Mas a beleza deste material é que podemos ajustar suas propriedades de absorção de calor para atender nossas necessidades”.

Dr. Mohammad Taha, Universidade de Melbourne

Segundo os pesquisadores, existe um tipo diferente de material de mudança que já é usado para fabricar um tipo de vidro inteligente, mas com a nano tinta será possível projetar tijolos e tintas mais inteligentes – o que também torna possível que ela seja usada na reforma de edifícios existentes para torná-los mais eficientes e, assim, diminuir o impacto ambiental e tornar o futuro mais sustentável.

O avanço da tecnologia de nano tintas foi alcançado pela descoberta de como modificar um de seus principais componentes: o óxido (ou dióxido) de vanádio (VO₂). Tais materiais usam gatilhos, como calor ou eletricidade, para criar energia suficiente para que o material se transforme diante de um estresse. No entanto, anteriormente eles precisavam ser aquecidos a temperaturas muito altas para que suas propriedades de ‘mudança de fase’ fossem ativadas.

“Usamos nossa compreensão de como esses materiais são combinados para testar como poderíamos acionar a reação do isolador ao metal (IMT), em que o material basicamente atua como um interruptor para bloquear o calor além de uma determinada temperatura – próxima da temperatura ambiente (30–40 °C)”, disse o Dr. Taha.

O próximo passo consiste em levar para produção a pesquisa patenteada pela Universidade de Melbourne.

Mais informação: Mohammad Taha et al. Infrared modulation via near-room-temperature phase transitions of vanadium oxides & core–shell composites, Journal of Materials Chemistry A (2023). DOI: 10.1039/D2TA09753B

Fonte: Journal of Materials Chemistry A

Informação disponibilizada pela Universidade de Melbourne.

Artigo original (em inglês) publicado pela Phys.Org.