MADRI, 11 ago. (EUROPA PRESS) -
Pesquisadores do grupo de pesquisa Functional Nanoscale Devices for Energy (FINDER) do Instituto de Micro e Nanotecnologia (IMN-CNM, CSIC) desenvolveram um nanomaterial capaz de reduzir a temperatura em até 12,9 graus sem consumir eletricidade.
O consumo energético total associado à refrigeração situa-se atualmente em cerca de 20% do consumo mundial de eletricidade, e espera-se que essa demanda continue aumentando nas próximas décadas.
Diante desse desafio, os pesquisadores desenvolveram um novo nanomaterial capaz de resfriar superfícies sob radiação solar sem a necessidade de consumir eletricidade. Embora a tecnologia ainda esteja em fase de desenvolvimento, os resultados obtidos demonstram seu potencial como alternativa sustentável aos sistemas convencionais de refrigeração que exigem consumo de energia.
O estudo, publicado na revista Nanophotonics, apresenta uma nova estratégia para fabricar nanoestruturas tridimensionais de fluoreto de polivinilideno (PVDF) — um polímero com elevada capacidade de emitir calor no infravermelho — utilizando moldes nanoporosos de óxido de alumínio anodizado (3D-AAO). Esse método permite controlar com precisão a geometria interna do material, um aspecto fundamental, já que as propriedades ópticas dos refrigeradores radiativos dependem diretamente de seu projeto em escala nanométrica.
O trabalho baseia-se no resfriamento radiativo passivo diurno (PDRC), um fenômeno físico pelo qual determinados materiais são capazes de dissipar calor para o exterior na forma de radiação infravermelha sem a necessidade de aporte energético.
Para que esse mecanismo funcione, o material deve combinar duas propriedades: refletir a maior parte da radiação solar para evitar o aquecimento e emitir com grande eficiência o calor acumulado na chamada janela de transparência atmosférica (entre 8 e 13 micrômetros), uma região do espectro pela qual a atmosfera permite que a radiação térmica escape para o espaço. Em condições favoráveis, esse equilíbrio permite que o material atinja temperaturas inferiores às do ambiente de forma totalmente passiva.
“Esses polímeros de PVDF reúnem uma combinação de propriedades que se mostram especialmente adequadas, pois emitem muito bem o calor no infravermelho, sua resistência à radiação ultravioleta, seu caráter hidrofóbico que favorece o efeito autolimpante e se mantém estável diante da umidade, bem como sua durabilidade em ambientes externos”, explica Cristina Vicente, pesquisadora do Instituto de Micro e Nanotecnologia (IMN-CNM, CSIC).
Para otimizar o comportamento do material, os pesquisadores do IMN-CNM, CSIC fabricaram uma rede tridimensional de nanoestruturas de PVDF por meio da infiltração do polímero em moldes nanoporosos de alumina. Posteriormente, submeteram o material a diferentes processos de resfriamento e a um tratamento com radiação ultravioleta que aumenta a refletância solar ao clarear o material.
Os testes realizados ao ar livre durante o verão de 2025 na cobertura do IMN-CNM, CSIC, em Tres Cantos (Madri), confirmaram as previsões teóricas. Nas condições mais favoráveis — dias quentes, secos e com elevada radiação solar —, o material conseguiu reduzir a temperatura em até 12,9 graus em relação a uma amostra de referência sem revestimento.
Os pesquisadores destacam que o principal avanço do trabalho é ter desenvolvido uma estratégia escalável para fabricar nanoestruturas poliméricas tridimensionais destinadas ao resfriamento radiativo de alto desempenho.
“Esse método de fabricação é relativamente econômico, pois pode ser adaptado a processos industriais e abre novos caminhos para projetar materiais que poderiam ser incorporados em telhados e fachadas de edifícios, dispositivos eletrônicos, veículos ou sistemas de gerenciamento térmico pessoal, contribuindo para diminuir a necessidade de refrigeração ativa e, com isso, o consumo de energia e as emissões associadas ao uso do ar-condicionado”, conclui Cristina Vicente, líder do projeto “COOLed”.
Esta notícia foi traduzida por um tradutor automático