Um novo, gel superisolante desenvolvido por pesquisadores da CU Boulder pode aumentar drasticamente a eficiência energética de arranha-céus e outros edifícios, e pode um dia ajudar os cientistas a construir habitats semelhantes a uma estufa para os colonos em Marte.

O "aerogel, "que se parece com uma lente de contato de plástico achatada, é tão resistente ao calor que você poderia colocar uma tira na mão e colocar fogo em cima sem sentir nada. Mas, ao contrário de produtos semelhantes no mercado, o material é principalmente transparente.

"A transparência é um recurso habilitador porque você pode usar este gel em janelas, e você pode usá-lo em habitats extraterrestres, "disse Ivan Smalyukh, professor do Departamento de Física. "Você poderia colher a luz do sol através desse material de isolamento térmico e armazenar a energia dentro, protegendo-se dessas grandes oscilações de temperatura que ocorrem em Marte ou na lua. "

O gel do grupo também é mais barato de produzir porque vem de origens humildes:resíduos de cerveja.

Os aerogéis são pelo menos 90 por cento de gás em peso, Smalyukh explicou, mas sua característica definidora é o ar. Seus filmes finos são feitos de padrões entrecruzados de material sólido que prendem o ar dentro de bilhões de minúsculos poros, semelhantes às bolhas em plástico-bolha. É essa capacidade de aprisionamento que os torna tão bons isolantes.

"Você cria uma rede muito tortuosa dessas nanopartículas que se ligam no aerogel, impedindo que o calor passe, "Smalyukh disse.

A maioria dos aerogéis disponíveis atualmente, Contudo, são opacos - um grande problema se você quiser usá-los para revestir janelas.

Para fazer um tipo diferente de gel, Smalyukh e seus colegas começam com a celulose, uma planta comum de açúcar. Controlando cuidadosamente como as moléculas de celulose se ligam, a equipe é capaz de orientá-los em um padrão semelhante a uma rede. Esse padrão é tão uniforme, ele disse, que permite que a luz passe sem se incomodar, dando ao gel sua aparência transparente.

Os pesquisadores podem fazer celulose adicionando bactérias especializadas a uma ampla variedade de resíduos alimentares. A equipe tem conduzido a cervejarias em toda a área de Boulder para coletar potes de mosto de cerveja, ou o líquido residual produzido durante o processo de fermentação.

"Portanto, não estamos apenas reciclando e evitando que este valioso material entre no aterro sanitário, mas também estamos produzindo esta matéria-prima a baixo custo, "disse Andrew Hess, um Ph.D. estudante de física na CU Boulder.

O produto final dos esforços da equipe é um fino, filme flexível que é cerca de 100 vezes mais leve que o vidro.

Isso pode ser especialmente útil para edifícios nos Estados Unidos. De acordo com o Departamento de Energia, cerca de um quarto da energia gasta para aquecer e resfriar edifícios nos Estados Unidos vai para compensar a perda de calor pelas janelas, potencialmente custando aos operadores de edifícios bilhões de dólares por ano.

"Estamos imaginando um produto de adaptação que seria basicamente um filme removível que um consumidor compraria na Home Depot, "Hess disse.

Smalyukh e seus colegas têm explorado parcerias com fabricantes de janelas e, no início deste verão, seu projeto foi nomeado um dos vencedores da competição iTech 2018 da NASA. Este concurso nacional busca tecnologias ligadas à Terra que possam um dia ajudar as pessoas a viajar para o espaço.

"Nossa abordagem até agora tem sido em torno de janelas, "Hess disse." No entanto, também vemos nossa tecnologia sendo habilitada para muitos outros aplicativos, incluindo roupas inteligentes, para isolar carros e proteger os bombeiros. "