Fotografias mostrando uma das três propriedades da janela inteligente estéril:controle da transmissão de luz visível. Crédito:Xu et al. © 2018 American Chemical Society
Uma nova janela inteligente oferece mais do que apenas uma bela vista - ela também controla a transmissão da luz solar, aquece o interior dos edifícios, convertendo a radiação solar em calor, e virtualmente elimina E. coli bactérias que vivem no vidro. No futuro, essas janelas inteligentes estéreis podem ser usadas em aviões, hospitais, transporte público, e outras áreas.
Os pesquisadores, liderado por Yan-Yan Song na Northeastern University em Shenyang, China, e Xing-Hua Xia na Universidade de Nanjing em Nanjing, China, publicaram um artigo sobre a nova janela inteligente estéril em uma edição recente da ACS Nano .
Como explicam os pesquisadores, integrar várias funções em uma única janela inteligente apresenta um desafio, uma vez que cada função normalmente requer uma composição de material diferente. Por exemplo, um dos materiais mais usados para janelas inteligentes que controlam a transmissão de luz visível é WO 3 (trióxido de tungstênio). Como um material eletrocrômico, OS 3 pode alterar reversivelmente sua transmitância óptica em resposta à carga e descarga eletroquímica. Por outro lado, janelas inteligentes que convertem radiação solar infravermelha em calor normalmente envolvem nanopartículas de metal. Também, uma ampla gama de materiais tem propriedades antimicrobianas, mais notavelmente cobre. Até aqui, Contudo, combinar todas essas propriedades em um material continua sendo um desafio.
No novo estudo, os pesquisadores desenvolveram um filme eletrocrômico-fototérmico composto de WO 3D 3 em uma estrutura semelhante a um favo de mel incorporada com nanopartículas de ouro e nanobastões. Enquanto o WO 3 controla a quantidade de luz visível que passa pela janela, as nanoestruturas de ouro convertem a luz solar em energia térmica para aquecer o interior do edifício.
"Esta é uma nova estratégia que atinge excelente conversão fototérmica via otimização de ganho solar em filmes eletrocrômicos e, importante, a eficiência fototérmica é ajustável durante a transmissão óptica, "Xia disse Phys.org .
Os pesquisadores demonstraram que a janela pode mudar de totalmente transparente para escuro como breu em minutos. Avançar, eles mostraram que um laser infravermelho próximo aumenta a temperatura da janela em 24 ° C em cerca de cinco minutos. Para investigar as propriedades antimicrobianas da janela, os pesquisadores o trataram com E. coli e o irradiou com um laser infravermelho próximo. Eles descobriram que o efeito bactericida era mais forte quando a janela estava escura, em que pode eliminar virtualmente todas as bactérias. Em contraste, o efeito foi muito mais fraco para janelas no estado transparente, bem como aqueles feitos apenas de WO 3 ou apenas nanoestruturas de ouro, em vez de ambos os materiais combinados. Os resultados sugerem que a maioria dos efeitos bactericidas são devidos às propriedades fototérmicas da janela.
"A janela inteligente estéril seria particularmente útil em aeronaves, em zonas de alta latitude, e também em hospitais, "Disse Xia." Deve ser multifuncional, por exemplo, controlar a transmissão de luz visível dinamicamente, sintonizar a conversão de calor da radiação solar infravermelha, e reduzindo os ataques de microorganismos. "
© 2018 Phys.org
