p Pesquisadores do ICN2 e do ICMM-CSIC desenvolveram um novo material capaz de resfriar outro por meio da emissão de radiação infravermelha. Os resultados são publicados em Pequena e devem ser usados ​​em dispositivos onde um aumento na temperatura tem efeitos drásticos no desempenho, como painéis solares e sistemas de computador, entre outras aplicações. p A refrigeração é uma questão central nas sociedades atuais:seja em um supermercado ou em seu computador pessoal, a regulação da temperatura é necessária para manter os seres humanos confortáveis ​​ou apenas as máquinas trabalhando de forma confiável. Os sistemas de refrigeração respondem por 15% do consumo global de energia e são responsáveis ​​por 10% das emissões de gases de efeito estufa. Pode-se dizer que a cura é pior do que a doença, como gases de efeito estufa geram aquecimento global, exigindo assim ainda mais refrigeração.

p Uma saída para este ciclo foi encontrada por pesquisadores do Instituto Catalão de Nanociência e Nanotecnologia (ICN2) em colaboração com pesquisadores do Instituto de Ciência de Materiales de Madrid (ICMM-CSIC). Membros do Grupo de Nanoestruturas Fonônicas e Fotônicas ICN2, liderado pelo ICREA Prof. Dr. Clivia M. Sotomayor Torres, e o Grupo de Cristais Fotônicos ICMM relataram um novo material bidimensional capaz de remover calor, resfriar a superfície em que é colocado sem consumo de energia ou emissão de gases de qualquer tipo. O trabalho foi publicado em Pequena , com a Dra. Juliana Jaramillo-Fernández, que é Marie Slodowska-Curie COFUND pesquisadora de pós-doutorado no ICN2, como seu primeiro autor.

p O material é inspirado no eficiente mecanismo de regulação da temperatura da Terra, denominado resfriamento radiativo do céu. Embora a Terra seja aquecida pelo Sol, também emite radiação infravermelha para o espaço sideral, já que este tipo de radiação não é captado pela atmosfera. Os grãos de areia nos desertos estão entre os principais contribuintes para este fenômeno, o que mantém a temperatura média de nosso planeta estável, desde que não consideremos as atividades humanas.

p O material proposto tira proveito do mesmo princípio. Os pesquisadores mostraram que ele é capaz de resfriar uma pastilha de silício sob a irradiação direta da luz solar a 14 ºC, ao passo que um copo de soda-cal comum baixa-o apenas 5 ºC. O material é formado por uma matriz automontada de esferas de sílica de 8 µm de diâmetro, como grãos de areia um milhão de vezes menores em volume. Esta camada se comporta quase como um emissor infravermelho ideal, fornecendo uma potência de resfriamento radiativo de até 350 W / m ² para uma superfície quente, como um painel solar.

p Para colocar isso em contexto, isso removeria metade do calor acumulado em um painel solar típico em um dia claro regular, o que é suficiente para aumentar a eficiência relativa de uma célula solar em 8%. Considerando a produção global de energia solar em 2017, esse aumento de eficiência representa energia suficiente para abastecer a cidade de Paris durante um ano inteiro.

p Os pesquisadores desvendaram o potencial de resfriamento radiativo do céu de cristais automontados, mostrando que apenas uma única camada de microesferas é necessária para atingir o melhor desempenho de resfriamento, que é de grande interesse para futuro aumento de escala e aplicabilidade. Isso está em nítido contraste com os materiais de resfriamento radiativo de última geração, já que é seis vezes mais fino que os filmes de polímero de vidro existentes e evita o uso de plásticos.

p O impacto potencial desse tipo de tecnologia não passou despercebido. Dra. Juliana Jaramillo, Dr. Achille Francone e Dr. Nikolaos Kehagias, do grupo ICN2 acima mencionado, também desenvolveram outro material que pode ser facilmente ampliado e é capaz de fornecer resfriamento radiativo e autolimpeza. O Colisor, um programa de transferência de tecnologia promovido pela Mobile World Capital Barcelona que conecta a pesquisa científica com a iniciativa empresarial, concedeu este projeto ao Prêmio Collider Tech 2019, um prêmio que incentiva o desenvolvimento desta linha de pesquisa em materiais de resfriamento radiativo. Uma patente europeia protegendo os direitos de propriedade intelectual desta tecnologia foi registrada em 31 de julho de 2019 pelo ICN2 e ICREA.

p Além do uso em painéis solares, outras aplicações concebíveis incluem refrigeração de módulos termoelétricos —dispositivos que convertem diferenças de temperatura em corrente elétrica—, resfriar sistemas de computador em data centers ou mesmo janelas inteligentes que atualizariam a si mesmos e seus arredores, economizando custos de ar condicionado.