Maximizar a luz natural nos edifícios é uma tendência popular devido ao seu potencial de poupança nos custos de energia. No entanto, os telhados e paredes de vidro tradicionais muitas vezes levam a problemas como ofuscamento, falta de privacidade e superaquecimento. Embora tenham sido exploradas soluções alternativas, como revestimentos e materiais difusores de luz, elas

Maximizar a luz natural nos edifícios é uma tendência popular devido ao seu potencial de poupança nos custos de energia. No entanto, os telhados e paredes de vidro tradicionais muitas vezes levam a problemas como ofuscamento, falta de privacidade e superaquecimento. Embora tenham sido exploradas soluções alternativas, como revestimentos e materiais difusores de luz, elas não resolveram totalmente esses problemas.

Agora, pesquisadores do Instituto de Tecnologia de Microestrutura (IMT) e do Instituto de Tecnologia de Luz (LTI) do KIT desenvolveram um novo metamaterial à base de polímero que não só é mais transparente à luz, mas também adiciona privacidade, resfria o ambiente interno e limpa automaticamente. em si. Poderia ter implicações significativas para o futuro do design de edifícios e da eficiência energética.

Este metamaterial microfotônico multifuncional (PMMM) à base de polímero consiste em pirâmides microscópicas feitas de silicone, cada uma medindo aproximadamente dez micrômetros, o que equivale a cerca de um décimo do diâmetro de um fio de cabelo. Este design exclusivo fornece ao filme PMMM múltiplas funções, incluindo difusão de luz, autolimpeza e resfriamento radiativo, tudo isso mantendo um alto nível de transparência.

“Uma característica fundamental é a capacidade de irradiar calor de forma eficiente através da janela de transmissão infravermelha de ondas longas da atmosfera terrestre, liberando calor na extensão fria do universo. Isso permite o resfriamento radiativo passivo sem consumo de eletricidade”, explica Bryce S. Richards, professor do IMT e LTI.

No laboratório e em experimentos realizados em condições reais ao ar livre, os pesquisadores testaram rigorosamente as propriedades do material. Eles mediram sua transmitância de luz, dispersão de luz, propriedades de reflexão, capacidade de autolimpeza e desempenho de resfriamento usando espectrofotometria moderna.

Os resultados foram bastante impressionantes. Os testes mostraram que o material alcançou um efeito de resfriamento de 6 °C em relação à temperatura ambiente. Além disso, o material exibiu uma alta transmitância espectral de 95%, em comparação com os 91% habituais da maioria dos vidros. Ao mesmo tempo, a estrutura da micropirâmide dispersou 73% da luz solar incidente, resultando em uma aparência difusa e criando um ambiente interno mais confortável e privado.

“Quando o material é utilizado em telhados e paredes, permite espaços interiores luminosos, mas sem reflexos e protegidos pela privacidade, para trabalho e habitação. Nas estufas, a alta transmitância de luz poderia aumentar os rendimentos porque a eficiência da fotossíntese é estimada em nove por cento maior do que em estufas com telhados de vidro”, diz RichardsGan Huang, líder de grupo da IMT.

As micropirâmides do filme PMMM fornecem propriedades superhidrofóbicas, semelhantes a uma folha de lótus, fazendo com que a água forme gotículas que removem facilmente sujeira e poeira. Esse recurso de autolimpeza garante fácil manutenção e durabilidade do material.

“Nosso material recém-desenvolvido tem potencial para ser usado em diversas áreas e dá uma contribuição significativa para a arquitetura sustentável e com eficiência energética”, explica Richards.

“O material pode simultaneamente otimizar o uso da luz solar em ambientes internos, fornecer resfriamento passivo e reduzir a dependência de ar condicionado. A solução é escalável e pode ser perfeitamente integrada em planos de construção de edifícios e desenvolvimento urbano ecológicos”, diz Huang.

Referência do diário:

  1. Gan Huang, Ashok R. Yengannagari, Kishin Matsumori, Prit Patel, Anurag Datla, Karina Trindade, Enkhlen Amarsanaa, Tonghan Zhao, Uwe Köhler, Dmitry Busko e Bryce S. Richards. Resfriamento radiativo e gerenciamento de luz interna possibilitados por um metamaterial transparente e autolimpante à base de polímero. Comunicações da Natureza, 2024; DOI: 10.1038/s41467-024-48150-2
Atualizado em by Noticias de Coimbra
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