Imagine ficar em frente a uma parede de janelas, examinando a vista. Você ouve alguém entrar na sala atrás de você. Sua vez. "Receber, "você diz." Aqui está o vídeo que eu queria mostrar a você. "Com o pressionar de um botão, a vista desaparece e as janelas se transformam em uma tela de TV de alta definição.

Não, seu amigo não é James Bond, e você não é o próximo Q. Ainda assim, mesmo enquanto você assiste ao vídeo, sua janela de TV está fazendo tanto para ajudar a evitar uma catástrofe global quanto qualquer dispositivo de filme de Bond já fez. Você vê, também é um painel solar, constantemente colhendo energia renovável do sol. O problema da mudança climática não é um supervilão típico do cinema, mas é um problema mais complicado do que o proposto por Goldfinger. Pior, os esforços da humanidade para resolvê-lo com as tecnologias existentes não estão funcionando rápido o suficiente.

Os heróis que se precipitam para o resgate podem ser uma nova tecnologia chamada semicondutores orgânicos, uma nova maneira de fazer materiais que conduzem eletricidade apenas sob certas condições. A maioria dos semicondutores na eletrônica moderna é feita de cristalino, elementos formadores de rocha, como o silício. Semicondutores orgânicos, por contraste, são feitos principalmente de moléculas baseadas em carbono. Eles consomem menos energia do que os semicondutores convencionais. Uma célula fotovoltaica convencional, por exemplo, pode levar anos para produzir tanta energia quanto a necessária para construí-lo; uma célula fotovoltaica orgânica leva apenas alguns meses.

Contudo, talvez a coisa mais interessante sobre semicondutores orgânicos é que é possível projetar moléculas que são flexíveis, leve, colorido ou totalmente transparente. No laboratório em que trabalho, nós projetamos e testamos novas pequenas moléculas com características específicas, propriedades direcionadas - como transformar um painel transparente simples em uma janela, tela e painel solar.

Capturando energia solar

Fazer um painel solar que também é uma janela envolve um pouco de criatividade:tem que ser algo que absorva luz, para fazer eletricidade, e deixa a luz passar, para permitir que as pessoas vejam dentro e fora.

Nosso material aproveita o fato de que uma janela só precisa transmitir a luz visível humana; no meu lab, podemos fazer moléculas que absorvem apenas luz ultravioleta e infravermelha, comprimentos de onda de luz que nossos olhos não veem. Essas são partes do espectro que realmente não queremos passar por uma janela. A luz ultravioleta causa queimaduras de sol. E a luz infravermelha é quente:filtrá-la pode economizar no uso de energia e nos gastos com ar-condicionado. É verdade que nosso método não captura absolutamente toda a energia da luz solar, Mas está tudo bem. A quantidade de energia solar que chega à Terra a cada hora é mais do que toda a humanidade usa em um ano.

Invertendo o processo

Semicondutores orgânicos também são úteis para fazer monitores e visores. Se você pensar sobre isso, uma tela é basicamente um painel solar executado ao contrário. Ele gera luz a partir de uma corrente elétrica. Ambos os painéis solares e telas envolvem conversões entre luz e eletricidade. Assim como podemos projetar semicondutores orgânicos transparentes, podemos projetar moléculas que emitem cores específicas de luz quando uma corrente elétrica é aplicada.

Junte uma molécula que emite vermelho, uma molécula que emite azul, e uma molécula que emite verde, e você tem um diodo orgânico emissor de luz. Esses são a chave para o que é conhecido no mercado de TV e monitores como telas OLED.

Para fazer uma janela inteligente, precisaríamos depositar duas camadas de semicondutores orgânicos - uma camada para gerar eletricidade a partir da luz solar e outra para emitir luz - em uma bandeja de um material condutor transparente, como óxido de índio e estanho. Essas tecnologias existem, mas ainda não estão disponíveis para venda.

Juntando as peças

Metade desse dispositivo já está disponível comercialmente:OLEDs de alta resolução com baixo consumo de energia são um grande sucesso no mercado de TVs para residências e escritórios.

Empresas que vendem painéis solares orgânicos, e até mesmo janelas de painéis solares orgânicos, estão apenas começando. Esforços de pesquisa em andamento, como o meu, visam otimizar as propriedades desses materiais, aumentando sua eficiência, e tornando-os mais duráveis.

À medida que tornamos os componentes melhores, também encontraremos maneiras de integrar células solares semicondutoras orgânicas e monitores semicondutores orgânicos. Pode demorar alguns anos ainda, mas certamente há um incentivo para fazer isso, com tantas aplicações possíveis. Um carro elétrico com janelas inteligentes pode coletar energia solar suficiente para conduzir o carro de 10 a 15 milhas por dia, o suficiente para um trajeto típico. As instruções de direção podem aparecer no para-brisa, também. Em qualquer lugar onde houver uma janela - seja em um arranha-céu ou em uma casa móvel - pode haver uma janela inteligente, economizando espaço, economizando energia e fazendo com que os ocupantes se sintam como James Bond.

Este artigo foi publicado originalmente em The Conversation. Leia o artigo original.