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Novo vidro deixa passar a luz e bloqueia o calor

Imagine ficar dentro do seu carro, ou no escritório, receber toda a luz que vem de fora mas sem ser incomodado pelo calor.

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Pois foi exatamente isto que os cientistas da Universidade de Londres, Inglaterra, conseguiram fazer, criando um novo revestimento para vidros que bloqueia o calor, mas não a luz.

Uma das grandes vantagens do novo revestimento, que é feito a partir de um derivado do dióxido de vanádio, é sua capacidade de bloquear o calor apenas quando a temperatura sobe acima de um nível de conforto, permitindo que os ocupantes dos prédios e os motoristas beneficiem-se do calor solar em épocas de frio.

Ao contrário das coberturas de vidro atuais, que bloqueiam calor e luz, o novo revestimento permite a passagem dos comprimentos de onda da luz visível, mas reflete a luz infravermelha quando a temperatura sobe acima de 29º C.

A radiação infravermelha causa aquecimento, de forma que o bloqueio desses comprimentos de onda mantém o calor do lado de fora.

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As propriedades do dióxido de vanádio são baseadas em sua capacidade de alternar entre as características de um metal e de um semicondutor. A alteração entre a reflexão e a absorção de calor é acompanhada por uma pequena mudança na estrutura do material, que sofre uma alteração no arranjo dos elétrons.

As ligações vanádio-vanádio são estáveis abaixo da temperatura de transição, travando os elétrons e impedindo a condução.

Acima da temperatura de transição, essas ligações vanádio-vanádio se quebram e os elétrons ficam livres para conduzir eletricidade, o que dá ao material o comportamento de um metal.

O grande problema é que esta temperatura de transição é normalmente de cerca de 70º C. Tentativas anteriores de baixá-la utilizavam a dopagem do dióxido de vanádio com pequenas doses de elementos como tungstênio, molibdênio, nióbio e flúor.

Embora possível de ser feita em laboratório, a dopagem não resultava até agora em um processo industrial que pudesse ser adaptado de forma economicamente viável.

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Os engenheiros ingleses conseguiram fabricar o novo revestimento, com uma porcentagem ótima de 1,9% de tungstênio, por meio de um processo chamado APCVD (“Atmospheric Pressure Chemical Vapour Deposition”), que é largamente utilizado pela indústria e que permite que o material seja depositado no vidro em seu processo normal de fabricação, o que barateia o processo.

“Inovações tecnológicas, como um revestimento inteligente para janelas, realmente abrem as portas para projetos mais criativos. A atual tendência rumo à utilização extensiva de vidros em construções representa um dilema para os arquitetos. Eles pintam os vidros, o que reduz o benefício da luz natural, ou se deparam com contas de ar-condicionado gigantescas,” comenta o professor Ivan Parkin, um dos autores do artigo que acaba de ser publicado no Journal of Materials Chemistry.

Antes de chegar ao mercado, o novo revestimento deverá passar por um período de testes onde será avaliada sua resistência e durabilidade.

Além disso, os cientistas esperam conseguir produzí-lo em cores mais discretas: até agora todo o material produzido é verde ou amarelo.

Cientistas criam um vidro perfeito a partir de um metal – O zircônio pode não ser o mais conhecido dos elementos, mas submetendo-o à mesma pressão capaz de criar os diamantes, cientistas da Universidade da Califórnia, Estados Unidos, criaram um vidro tão puro que poderá vir a ser chamado de o “vidro-diamante”.

O vidro metálico puríssimo poderá ser utilizado em materiais mais resistentes e estáveis para aplicações médicas, esportivas e em aplicações de opto-eletrônica.

Os cientistas Yusheng Zhao e Jianzhong Zhang descobriram que o vidro de zircônio se forma a cerca de um terço da temperatura de fusão do elemento, quando o material é submetido a um pressão de cinco bilhões de Pascal, algo como 50.000 vezes a pressão atmosférica da Terra.

“Esta é a primeira vez que vidro metálico foi criado a partir de um elemento único ou de um metal puro,” afirma Zhaid.

“Utilizando processos industriais de alta pressão para gerar amostras sem os defeitos que aparecem nos vidros metálicos produzidos por métodos tradicionais, nós identificamos um método com aplicações comerciais potencialmente importantes.”

Os vidros metálicos têm encontrado uma grande variedade de usos nos últimos 15 anos, substituindo materiais convencionais como metais cristalinos, ligas metálicas e cerâmicas de alta tecnologia.

Entre as suas aplicações atuais estão materiais estruturais para engenharia, componentes eletrônicos, joalheria, esquis, raquetes de tênis e tacos de golfe.

Os vidros metálicos se comportam elasticamente como os polímeros, mas são mais fortes do que as ligas metálicas. Isto os torna quase inquebráveis, mantendo o formato e sendo difíceis de serem riscados.

Mas até agora os vidros metálicos continham três ou mais elementos, o que diminui sua estabilidade termal. O novo vidro de zircônio puro resolve este problema.

O material permanece estável a temperaturas acima de 800º C e pressões de mais de 2,8 bilhões de Pascal.

Vidro auto-limpante – A inglesa Pilkington lançou mundialmente seu vidro autolimpante, chamado Activ Glass.

Segundo a empresa, o vidro autolimpante é capaz de eliminar sozinho a poeira que cai sobre ele.

A chave para o Activ Glass é uma camada ultra-fina que recobre o lado externo do vidro. Com apenas 40 nanômetros de espessura, a camada é feita de dióxido de titânio. Ela é aplicada no vidro na última etapa de sua fabricação.

A camada de cobertura age de duas formas: na primeira ela quebra as moléculas orgânicas e, na segunda, ela elimina a poeira inorgânica. A quebra das moléculas orgânicas é feita por um processo chamado fotocatalítico.

Os raios ultravioletas do sol reagem com a cobertura de dióxido de titânio do vidro autolimpante e desintegram as moléculas à base de carbono, eliminando totalmente a poeira orgânica.

A segunda parte do processo acontece quando a chuva ou um jato d’água atingem o vidro. O Activ Glass é hidrofílico, ou seja, ele tem afinidade com a água.

Ao invés de formar gotículas como nos vidros normais, a água se espalha igualmente por toda a superfície do vidro autolimpante, levando com ela toda a poeira.

Em comparação com os vidros normais, a água também seca muito mais rapidamente e não deixa aquelas tradicionais marcas de secagem.

O novo vidro autolimpante deve custar cerca de 20% a mais do que os vidros comuns e a cobertura dura por toda a vida útil do vidro.

Inovação Tecnológica

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