p Pesquisadores do Laboratório Nacional Lawrence Berkeley do Departamento de Energia dos EUA (Berkeley Lab) desenvolveram um novo material para tornar as janelas inteligentes ainda mais inteligentes. O material é uma fina camada de nanocristais embutidos em vidro que podem modificar dinamicamente a luz do sol à medida que ela passa por uma janela. Ao contrário das tecnologias existentes, o revestimento fornece controle seletivo sobre a luz visível e a luz infravermelha próxima (NIR) que produz calor, portanto, as janelas podem maximizar a economia de energia e o conforto dos ocupantes em uma ampla variedade de climas. p "Nos E.U.A, gastamos cerca de um quarto de nossa energia total em iluminação, aquecer e resfriar nossos prédios, "diz Delia Milliron, um químico da Fundição Molecular do Laboratório de Berkeley que liderou esta pesquisa. "Quando usado como revestimento de janela, nosso novo material pode ter um grande impacto na eficiência energética de edifícios. "

p Milliron é o autor correspondente em um artigo que descreve os resultados da revista Natureza . O artigo é intitulado, "Tunable infravermelho próximo e transmitância de luz visível em compósitos nanocristal-em-vidro, "com co-autoria de Anna Llordés, Guillermo Garcia, e Jaume Gazquez.

p O grupo de pesquisa da Milliron já é bem conhecido por sua tecnologia de janela inteligente que bloqueia o NIR sem bloquear a luz visível. A tecnologia depende de um efeito eletrocrômico, onde um pequeno choque elétrico alterna o material entre os estados de transmissão NIR e bloqueio de NIR. Este novo trabalho leva sua abordagem para o próximo nível, fornecendo controle independente sobre a luz visível e NIR. A inovação foi recentemente reconhecida com o Prêmio R&D 100 2013 e os pesquisadores estão nos estágios iniciais de comercialização de sua tecnologia.

p O controle independente sobre a luz NIR significa que os ocupantes podem ter iluminação natural em ambientes internos sem ganho térmico indesejado, reduzindo a necessidade de ar-condicionado e iluminação artificial. A mesma janela também pode ser alternada para o modo escuro, bloqueando a luz e o calor, ou para um brilhante, modo totalmente transparente.

p "Estamos muito entusiasmados com a combinação da função ótica exclusiva com a técnica de processamento de baixo custo e ecologicamente correta, "disse Llordés, um cientista de projeto que trabalha com a Milliron. "Isso é o que transforma este conceito de 'janela inteligente universal' em uma tecnologia competitiva promissora."

p No centro de sua tecnologia está um novo material eletrocrômico "designer", feito de nanocristais de óxido de índio e estanho incorporados em uma matriz vítrea de óxido de nióbio. O material composto resultante combina duas funcionalidades distintas - uma fornecendo controle sobre a luz visível e a outra, controle sobre o NIR - mas é mais do que a soma de suas partes. Os pesquisadores descobriram uma interação sinérgica na minúscula região onde a matriz vítrea encontra o nanocristal que aumenta a potência do efeito eletrocrômico. o que significa que eles podem usar revestimentos mais finos sem comprometer o desempenho. A chave é que a maneira como os átomos se conectam através da interface nanocristal-vidro causa um rearranjo estrutural na matriz do vidro.

p A interação abre espaço dentro do vidro, permitindo que a carga entre e saia mais prontamente. Além das janelas eletrocrômicas, esta descoberta sugere novas oportunidades para materiais de bateria onde o transporte de íons através de eletrodos pode ser um desafio.

p "Do ponto de vista do design de materiais, mostramos que você pode combinar materiais muito diferentes para criar novas propriedades que não são acessíveis em um material monofásico homogêneo, amorfo ou cristalino, pegando nanocristais e colocando-os em vidro, "diz Milliron.

p Mas para Milliron, a jornada de pesquisa é ainda mais satisfatória do que a descoberta científica básica ou os avanços tecnológicos por si só.

p "A parte mais empolgante foi levar este projeto desde a síntese de um novo material, para entendê-lo detalhadamente, e, finalmente, perceber uma funcionalidade completamente nova que pode ter um grande impacto na tecnologia, "diz Milliron." Levar um projeto de desenvolvimento de materiais por todo o processo é realmente notável. Isso realmente mostra o que podemos fazer no Berkeley Lab, onde você tem acesso não apenas às instalações científicas, mas também a pessoas que podem informar sua perspectiva. "