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Pesquisadores da ETH Zurich desenvolveram um revestimento transparente ultrafino à base de ouro que é capaz de converter a luz do sol em calor. Pode ser aplicado em vidro e outras superfícies para evitar que embacem. As aplicações para o novo revestimento incluem óculos, pára-brisas de carros.
Pesquisadores do grupo liderado pelos professores da ETH, Dimos Poulikakos e Thomas Schutzius, apontam que seu revestimento é fabricado com métodos amplamente utilizados na fabricação. Em uma sala limpa e usando deposição de vapor sob vácuo, quantidades mínimas de ouro são depositadas na superfície. A ETH Zurich solicitou uma patente para o revestimento.
Absorvendo uma grande proporção de radiação infravermelha
O que há de especial no novo revestimento é que ele absorve a radiação solar seletivamente. Metade da energia contida na luz solar reside no espectro infravermelho, a outra metade no espectro da luz visível e da radiação UV. “Nosso revestimento absorve uma grande proporção da radiação infravermelha, o que faz com que ele aqueça – em até 8 graus Celsius”, explica o estudante de doutorado da ETH Iwan Hächler, que foi a força motriz por trás do desenvolvimento. Ele absorve apenas uma pequena fração da radiação na faixa visível, razão pela qual o revestimento é transparente.
O novo revestimento adota uma abordagem diferente dos métodos antiembaçantes convencionais. Tradicionalmente, as superfícies são revestidas com moléculas (hidrófilas) que atraem água, o que resulta em uma propagação uniforme da condensação. É assim que os sprays antiembaçantes funcionam. Mas o novo método aquece a superfície, evitando assim que a condensação induzida pela umidade se forme lá em primeiro lugar. É o mesmo princípio usado para a janela traseira de um carro. Mas, como aponta Hächler, o aquecimento elétrico é ineficiente e desperdiça energia. Em contraste, o novo revestimento é aquecido passivamente e não requer, durante o dia, nenhuma fonte de energia adicional.
Mais fino, flexível e mais eficiente
Poulikakos, Schutzius e suas equipes trabalham em revestimentos de superfície aquecidos passivamente há vários anos. Três anos atrás, os cientistas publicaram seu primeiro trabalho de pesquisa sobre um revestimento de ouro que impedia o embaçamento de superfícies transparentes. O revestimento agora apresentado tem muitas vantagens em relação ao primeiro: é composto por uma única nanocamada de ouro e é significativamente mais fino, o que o torna mais transparente e flexível. Além disso, também é mais transparente e eficiente porque absorve a luz infravermelha de forma mais seletiva.
O ouro pode ser caro, mas os pesquisadores enfatizam que seu revestimento requer tão pouco que os custos do material permanecem baixos. O revestimento compreende aglomerados minúsculos e extremamente finos de ouro entre duas camadas ultrafinas de óxido de titânio, um material eletricamente isolante. Devido às suas propriedades de refração, essas duas camadas externas aumentam a eficácia do efeito de aquecimento. Além disso, a camada superior de óxido de titânio atua como um acabamento que protege a camada de ouro do desgaste. Todo esse “sanduíche” tem apenas 10 nanômetros de espessura. A título de comparação, uma folha de ouro comum é doze vezes mais espessa.
Os aglomerados de ouro individuais se tocam minimamente, o que permite que a camada de ouro comece a conduzir eletricidade. Assim, na ausência de luz solar, ainda seria possível usar eletricidade para aquecer o revestimento.
Os pesquisadores agora desenvolverão o revestimento para outras aplicações. No processo, eles investigarão se outros metais funcionam tão bem quanto o ouro. Além de óculos e pára-brisas, esse método antiembaçamento pode ser usado sempre que os objetos devem ser aquecidos e transparentes – como janelas, espelhos ou sensores ópticos. Não há necessidade de temer, no entanto, que isso faça com que um carro ou um prédio aqueça mais no verão. Hächler, estudante de doutorado da ETH, explica: “O revestimento do painel absorve os raios infravermelhos do sol, que aquecem especificamente o painel e impedem que a radiação atinja o interior do carro ou do edifício. Como resultado, o interior aquece ainda menos do que sem o revestimento.”
Este projeto de pesquisa recebeu financiamento da Swiss National Science Foundation.
Fonte da história:
Materiais fornecidos por ETH Zurique. Original escrito por Fábio Bergamin. Observação: o conteúdo pode ser editado quanto ao estilo e tamanho.
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