O Material Fluído Controla a Passagem de Luz e Calor nas Janelas
As janelas são essenciais para permitir a entrada de luz e calor em um espaço, mas há situações em que você pode não querer ambos simultaneamente. Recentemente, engenheiros da Universidade Estadual da Carolina do Norte (NCSU) criaram um novo material que permite que as janelas transitem sem esforço entre três modos distintos.
As inovadoras janelas dinâmicas têm a capacidade de alternar entre três modos distintos: um modo transparente padrão que permite a entrada de luz e calor, um modo que obstrui o calor enquanto mantém a transparência para a luz e um modo colorido que bloqueia parcialmente a luz, mas não o calor. Esse recurso garante que os usuários estejam bem equipados para se adaptar às diferentes necessidades sazonais.
Óxido de Tungstênio em Janelas Dinâmicas Eletrocrômicas
O elemento crucial nesse processo é uma substância conhecida como óxido de tungstênio, um componente comum em janelas dinâmicas eletrocrômicas. Normalmente transparente, o óxido de tungstênio escurece e restringe a luz quando submetido a um sinal elétrico, tornando-o adequado para janelas que podem ajustar sua tonalidade conforme necessário.
No entanto, na recente pesquisa realizada pela NCSU, os cientistas descobriram um recurso adicional notável. Ao introduzir água, o óxido de tungstênio se transforma em hidrato de óxido de tungstênio, introduzindo uma configuração adicional quando utilizado em janelas eletrocrômicas.
As Fases do Hidrato de Óxido de Tungstênio em Ação
Quando está no estado desligado, ele mantém sua transparência tanto para a luz quanto para o calor, o que o torna a opção ideal para dias sombrios de inverno, quando maximizar ambos é essencial. Quando apresentado a alguns elétrons e íons de lítio, o material passa por uma sequência de fases. Inicialmente, ele começa bloqueando a luz infravermelha (sentida como calor) e, ao mesmo tempo, permanece transparente à luz visível.
Por fim, à medida que mais elétrons entram no material, ele passa para uma fase escura em que obstrui a luz visível e a infravermelha, o que é perfeito para o verão.
A razão exata por trás do comportamento do hidrato de óxido de tungstênio dessa maneira ainda é incerta. Entretanto, os cientistas da NCSU têm uma hipótese de trabalho. De acordo com Jenelle Fortunato, a primeira autora do estudo, “A presença de água na estrutura cristalina torna a estrutura menos densa, de modo que a estrutura é mais resistente à deformação quando íons de lítio e elétrons são injetados no material”.
Entendendo as Fases “Fria” e “Escura” do Hidrato de Óxido de Tungstênio
Nossa hipótese é que, como o hidrato de óxido de tungstênio pode acomodar mais íons de lítio do que o óxido de tungstênio comum antes de se deformar, há dois modos. Há um modo “frio”, no qual a injeção de íons de lítio e elétrons afeta as propriedades ópticas, mas ainda não causa mudança estrutural, absorvendo luz infravermelha. E, depois que a mudança estrutural ocorre, há um modo “escuro” que bloqueia a luz visível e a infravermelha.
Embora existam várias tecnologias de janelas dinâmicas em andamento, não é comum encontrar um sistema com uma gama tão ampla de modos. Quando vários modos são oferecidos, eles geralmente exigem configurações mais volumosas. No entanto, nesse caso, como apenas um material é necessário, ele deve manter a espessura do vidro e os requisitos de energia aproximadamente no mesmo nível das janelas tradicionais de óxido de tungstênio.
Delia Milliron, uma das autoras correspondentes do estudo, declarou: “A descoberta do controle de luz de banda dupla (infravermelha e visível) em um único material que já está bem estabelecido na comunidade de janelas inteligentes pode acelerar o desenvolvimento de produtos comerciais com recursos aprimorados”.
Leia o Artigo Original: New Atlas
