p (Phys.org) - Usando roupas que foram revestidas por imersão em uma solução de nanofio de prata (AgNW) que é altamente isolante de radiação, uma pessoa pode ficar tão quente no inverno que pode reduzir muito ou até mesmo eliminar a necessidade de aquecer sua casa. Considerando que 47% da energia global é gasta em aquecimento interno, e 42% disso especificamente para aquecimento residencial, Essas roupas altamente isolantes podem gerar uma enorme economia de custos. p Uma equipe de pesquisadores liderada pelo professor Yi Cui, junto com o estudante de doutorado Po-Chun Hsu e outros na Universidade de Stanford, publicaram um artigo sobre os têxteis revestidos com AgNW em uma edição recente da Nano Letras .

p Como explicam os pesquisadores, a maioria das estratégias para reduzir o aquecimento interno se concentra na melhoria do isolamento dos edifícios, por exemplo, usando isolamento de alto valor R e janelas de baixa emissividade. Contudo, uma grande parte da energia ainda é desperdiçada no aquecimento de espaços vazios e objetos inanimados.

p Para evitar esse desperdício, os pesquisadores usaram uma nova estratégia chamada "gerenciamento térmico pessoal, "que se concentra em aquecer as pessoas. Eles demonstraram que as roupas mergulhadas em uma solução de nanofios metálicos, como AgNWs, atinge esse objetivo fornecendo isolamento passivo e permitindo aquecimento ativo quando conectado a uma fonte de alimentação externa.

p A principal vantagem da roupa revestida com AgNW é que ela reflete mais de 90% do calor corporal de um indivíduo (ou seja, radiação infravermelha) de volta ao indivíduo. Esta refletância é muito maior do que até mesmo o suéter de lã mais quente, já que o material médio da roupa reflete apenas cerca de 20% do calor corporal.

p Este aumento na refletância é devido às diferenças na emissividade dos materiais, que é uma medida de radiação de calor. Materiais de baixa emissividade, como prata, que tem uma emissividade de 0,02, emitem menos radiação e, portanto, fornecem um isolamento muito melhor do que materiais de alta emissividade, como têxteis comuns, que têm uma emissividade de cerca de 0,8.

p Claro, usar roupas feitas inteiramente de prata seria impraticável e desconfortável, para não mencionar caro. A principal razão para este desconforto é que a prata, como todos os metais, não é respirável. Por exemplo, Cobertores de Mylar, que são feitos de alumínio e plástico, são extremamente quentes, mas não são permeáveis ​​ao vapor, fazendo com que a umidade se acumule na pele de uma pessoa.

p As novas roupas revestidas com AgNW, por outro lado, é respirável devido à estrutura porosa dos nanofios. O grande espaçamento entre os nanofios de cerca de 300 nm oferece muito espaço para as moléculas de vapor de água, que são cerca de 0,2 nm, passar através. O espaçamento de 300 nm ainda é muito pequeno para permitir que o calor do corpo passe, uma vez que a radiação do corpo humano tem um comprimento de onda de cerca de 9 µm e, portanto, interage com o tecido do nanofio como se fosse um filme de metal contínuo, e é refletido.

p Roupas revestidas com AgNWs pareceriam virtualmente idênticas às roupas normais porque uma pequena quantidade de solução AgNW é necessária para atingir alta refletividade. Um pano de algodão com revestimento por imersão na solução AgNW adiciona uma massa de apenas 0,1 g / m ² , o que seria menos de 1 grama para uma roupa inteira. Apenas uma pequena fração dessa massa é prata, portanto, o custo seria relativamente barato. Usando outros metais, como cobre, níquel, ou alumínio, que têm propriedades semelhantes às da prata, poderia reduzir ainda mais os custos.

p Além de fornecer altos níveis de isolamento passivo, Roupas revestidas com AgNW também podem fornecer aquecimento Joule se conectadas a uma fonte de eletricidade, como uma bateria. Os pesquisadores demonstraram que apenas 0,9 V pode aumentar com segurança a temperatura da roupa para 38 ° C, que é 1 ° C mais alta do que a temperatura do corpo humano de 37 ° C.

p Variáveis ​​como temperatura externa, duração da temporada de inverno, e o tamanho da casa torna difícil calcular exatamente quanta energia uma pessoa economizaria vestindo roupas revestidas com AgNW. Contudo, os pesquisadores calcularam uma estimativa aproximada de economia de 8,5 kWh de energia de aquecimento por pessoa por dia, ou 1, 000 kWh por ano, supondo que o sistema de aquecimento opere durante quatro meses por ano. Esta estimativa é baseada na pessoa média que requer 367 W de potência de aquecimento, em comparação com os 12 W exigidos pelas roupas de revestimento AgNW quando operando ativamente.

p Os pesquisadores observam que um 1, A economia de 000 kWh no consumo de energia é equivalente à energia gerada por um painel solar de 2 metros quadrados. Mais, fabricação, instalação, e a manutenção do painel solar provavelmente custaria muito mais do que as roupas revestidas de AgNW.

p Ao testar a durabilidade das roupas revestidas com AgNW, os pesquisadores descobriram que a roupa pode resistir a vários ciclos de lavagem, mantendo suas propriedades elétricas. Surpreendentemente, a resistência elétrica diminuiu após os dois primeiros ciclos de lavagem, possivelmente devido à remoção de revestimento extra em AgNWs e um aumento na densidade de empacotamento da malha de nanofios, e a resistência estabilizou após o terceiro ciclo de lavagem.

p Os pesquisadores também fabricaram e testaram roupas revestidas com uma solução de nanotubo de carbono. Contudo, embora os nanotubos de carbono sejam condutores e, portanto, adequados para aquecimento Joule, sua alta emissividade de 0,98 não os permite refletir o calor do corpo tão bem quanto o revestimento AgNW. p © 2015 Phys.org