A alta umidade causa desconforto e torna os dias quentes mais insuportáveis. Uma equipe de pesquisadores da Universidade Nacional de Cingapura (NUS) inventou um novo material semelhante a um gel que não apenas desumidifica efetivamente o ar ambiente para melhorar o conforto térmico, mas também aproveita a umidade do ar para uma ampla gama de aplicações práticas, como funcionar como um sol ou tela de privacidade, tinta condutora e até uma bateria. E todas essas propriedades interessantes são inerentes ao material após a absorção de água, sem a necessidade de alimentação externa.

O hidrogel exclusivo é uma forma de óxido de zinco - um composto encontrado no protetor solar - em um estado semelhante a um gel. Ele pode absorver mais de 2,5 vezes seu peso em água do ambiente circundante e tem um desempenho pelo menos oito vezes melhor do que os agentes secantes comerciais. É adequado para aplicações internas e externas, e também é barato e fácil de produzir.

"Cingapura, como muitos países tropicais, experimentam altos níveis de umidade relativa entre 70 a 80 por cento. Em um ambiente úmido, o ar está saturado de água e, como resultado, o suor em nosso corpo evapora mais lentamente. Isso faz com que nos sintamos mais quentes do que a temperatura ambiente real, levando a um grande desconforto. Nosso novo hidrogel visa atingir um efeito de resfriamento removendo a umidade do ar ambiente de forma muito eficiente, "disse o professor assistente Swee Ching TAN do Departamento de Ciência e Engenharia de Materiais da Faculdade de Engenharia da NUS, quem liderou a pesquisa.

"Este novo hidrogel tem um desempenho pelo menos oito vezes melhor do que os agentes secantes existentes, como sílica gel e cloreto de cálcio, na remoção de umidade do ar - pode absorver mais água, funciona mais rápido e usa menos material. Ao contrário dos sistemas de desumidificação e ar-condicionado que consomem muita energia, este hidrogel não requer eletricidade para funcionar. Pode ser facilmente revestido nas paredes, janelas e até itens decorativos (como uma escultura) para realizar a função de desumidificação, "Asst Prof Tan acrescentou.

Aumentando o conforto térmico

Os hidrogéis são materiais que contêm grandes quantidades de água e são comumente usados ​​em lentes de contato, pensos para feridas e produtos para os cuidados pessoais. Recentemente, hidrogéis têm sido usados ​​para aplicações biomédicas, como engenharia de tecidos e distribuição de medicamentos. Contudo, a capacidade dos hidrogéis de absorver água do ar circundante não foi bem explorada.

O novo hidrogel desenvolvido pela equipe de engenharia da NUS extrai moléculas de água diretamente do ar circundante, e reduz a umidade relativa em um espaço confinado de 80 por cento para 60 por cento - dentro da zona de conforto térmico - em menos de sete minutos.

Este material é adequado para reduzir a umidade relativa em ambientes internos e externos, como em enfermarias de hospitais e salas de aula sem ar condicionado, bem como em parques e paragens de autocarro.

Aproveitamento de umidade para uma ampla variedade de aplicações

Asst Prof Tan disse, "A umidade do ar é um recurso abundante, mas há poucas tentativas de colher e fazer bom uso. Quando nosso novo hidrogel absorve água, observamos que ele exibe uma óptica interessante, propriedades elétricas e eletroquímicas. Isso abre uma ampla gama de aplicativos úteis. "

Depois de absorver a água do meio ambiente, o novo hidrogel torna-se opaco e reduz a transmissão infravermelha em cerca de 50 por cento. Isso se traduz em uma redução da temperatura ambiente em mais de sete graus Celsius. Portanto, o hidrogel pode ser usado como um material de janela inteligente para bloquear o calor da luz solar natural enquanto se transforma em uma tela de privacidade. Quando usado junto com condicionadores de ar, Os proprietários de edifícios ou residências podem desfrutar de economia no custo de energia, pois o ar ambiente mais frio exigirá menos eletricidade para resfriá-lo até a temperatura desejada.

Outra aplicação interessante do hidrogel é funcionar como uma tinta condutora em placas de circuito impresso comumente encontradas em dispositivos eletrônicos. A natureza gelatinosa do material o torna altamente atraente para eletrônicos flexíveis. O hidrogel pode ser apagado facilmente com solventes comuns, como vinagre, para que as placas de circuito possam ser reutilizadas. Isso ajudaria a reduzir o lixo eletrônico.

A equipe de pesquisa também descobriu que o hidrogel pode gerar cerca de 1,8 volts de eletricidade - semelhante à bateria AA - que é suficiente para alimentar dispositivos como um pequeno relógio digital. Como tal, o material também pode ser usado como fonte de energia de emergência em situações onde não haja luz solar ou fornecimento de eletricidade.

Os resultados dessas pesquisas foram publicados online na revista científica Energia e Ciência Ambiental em 24 de maio de 2018.

O desenvolvimento do novo hidrogel é apoiado pela NUS e pelo Ministério da Educação de Cingapura. Seguindo os resultados promissores do uso do hidrogel para reduzir significativamente a umidade relativa, a equipe de pesquisa, com o apoio do NUS Industry Liaison Office, recebeu financiamento substancial da Temasek Foundation Ecosperity para testar este novo aplicativo em uma escala maior em espaços internos e externos.

A equipe de pesquisa do NUS registrou uma patente para sua invenção, e os pesquisadores conduzirão mais estudos para avançar ainda mais na aplicação das diferentes propriedades do novo hidrogel.