“Nanotinta” una propuesta amigable con el ambiente para regular la temperatura
30 marzo, 2023
Existen muchas formas de regular la temperatura como sistemas de enfriamiento o calefacción. Uno de los problemas con esta tecnología es que se consume energía.
La generación de energía actualmente aporta gases de efecto invernadero a la atmósfera, lo que aumenta el avance del cambio climático. Pero, ¿qué pasaría si dejamos de consumir energía para controlar el frío o el calor?
Un recubrimiento que selecciona la cantidad de calor
Ante climas cada vez más extremos recurrimos a tecnología que regula la temperatura. El aire acondicionado del cine, la ventilación del automóvil, la calefacción de casa. Los ejemplos sobran y todos ellos consumen energía.
Para la Organización de las Naciones Unidas (ONU) el gran reto ante el cambio climático es cómo usamos la energía. A nivel mundial, el mayor aporte de gases de efecto invernadero proviene del uso de energía.
Para un equipo de Investigación de la Universidad de Melbourne, Australia, propone llevar el foco más allá de las energías renovables. Su propuesta de tintas basadas en nanopartículas para regular la temperatura se publicó recientemente en la revista científica Journal of Materials Chemistry A de la Real Sociedad de Química.
La función de estas nanotintas es ajustar la cantidad de radiación que las atraviesa. Esto lo hacen en función del medio ambiente que las rodea. Con ellas se propone un sistema de enfriamiento o calentamiento pasivo. Con ellas se podrían fabricar revestimientos para edificios e incluso para textiles.
En investigaciones previas se había experimentado con el óxido de Vanadio (VO2), un material de cambio de fase”. Este tipo de materiales requieren disparadores como calor, electricidad o algún tipo de tensión, con ellos se genera la energía necesaria para transformar el “material bajo estrés.
La propuesta partió de estos “materiales de cambio de fase”. Uno de los primeros retos es que estos materiales se activan ante temperaturas muy altas. De esa forma serían útiles en pocos escenarios, los más extremos.
El óxido de vanadio es un material prometedor como recubrimiento gracias a que se puede someter a una transición aislante-metal (IMT). Al superar una temperatura límite funciona como un switch que bloquea el calor.
El límite térmico del óxido de vanadio aparece a los 68 grados Celsius, muy por encima de la temperatura más alta que se ha registrado en el mundo de 56.7 grados Celsius en el Valle de la Muerte.
Los investigadores de la Universidad de Melbourne hicieron pruebas para conseguir la reacción de IMT a temperaturas más bajas. Lo consiguieron en un rango entre 30 y 40 grados Celsius.
Para comenzar cambiaron las propiedades del material para crear un compuesto más tenso. Con ese cambio se consiguió más energía y así consiguieron que el proceso de transformación ocurriera a temperaturas menores.
Posteriormente cubrieron las moléculas en nanoesferas de vidrio, lo que aumentó el factor de estrés. Este aumento en la tensión aumentó la energía en la molécula para activar sus propiedades de transformación.
El resultado de la investigación es un material que se adapta a distintos medios de aplicación. Puede ser laminado, aplicarse en spray, agregarse a pinturas o materiales de construcción. También se puede agregar a la ropa o colocarse en dispositivos flexibles de gran escala.
La Universidad de Melbourn tiene la patente para las nanotintas para regular la temperatura. Se estima que para comercializarlas y tener una producción de estos materiales a precios accesibles pasarán entre 5 y 10 años. No las veremos pronto, pero el proceso para introducirlas en el mercado ya está en marcha.