Pesquisadores desenvolveram tinta auto-resfriante que reflete a luz solar e irradia o excesso de calor para o espaço

Julho de 2023 foi o mês mais quente globalmente na história da humanidade registrada. Ondas de calor extremas não apenas ameaçam a saúde humana, mas também criam um tremendo estresse em nossa infraestrutura, como redes elétricas e equipamentos ao ar livre. Há uma necessidade crescente de maneiras acessíveis e energeticamente eficientes de se manter fresco – e agora os pesquisadores da SRI desenvolveram uma tinta à base de água que fornece o máximo em eficiência energética: não requer eletricidade ou energia para funcionar.

“As soluções de resfriamento ativo que temos hoje não são sustentáveis e não serão adequadas daqui para frente”, disse Anish Thukral, cientista pesquisador e engenheiro de materiais da SRI, que está liderando o desenvolvimento dessa tinta. “Uma solução de refrigeração passiva como essa é particularmente valiosa porque é mais barata e acessível do que o ar-condicionado.”

Embora pareça uma tinta de casa branca padrão, a tinta da SRI contém pigmentos cuidadosamente projetados que alcançam o resfriamento de duas maneiras; primeiro, reflete 96% da luz solar que o atinge, de acordo com dados de reflectância medidos pelos pesquisadores do SRI. Isso significa que a superfície pintada absorve muito pouco do calor do sol, semelhante ao efeito de usar uma camiseta branca em um dia ensolarado.

O segundo mecanismo de resfriamento é um pouco mais complicado. Os materiais na tinta irradiam calor na janela transparente atmosférica – uma faixa específica de comprimentos de onda infravermelhos que são conhecidos por passar facilmente pela atmosfera do planeta.

Como esses comprimentos de onda não interagem com nada na atmosfera, os pesquisadores são capazes de usar a diferença de temperatura entre a tinta e o espaço sideral frio para dissipar o calor. Isso demonstrou que a tinta resfriou uma superfície até 10°F abaixo da temperatura do ar ambiente e 23°F abaixo de sua contraparte não revestida, de acordo com um teste interno realizado em um telhado em Palo Alto, Califórnia.

“Essa é a verdadeira magia da ciência”, disse Thukral. “Estamos usando o espaço sideral como um dissipador de calor direto, e o espaço está sempre disponível e extremamente frio. Então, é uma solução limpa e sustentável para refrigeração.”

Depois de explorar várias aplicações com partes interessadas, os pesquisadores esperam que um caso de uso inicial seja para caixas elétricas externas, como aquelas acopladas a torres de celular, que precisam ser capazes de regular as temperaturas internas para proteger os equipamentos eletrônicos sensíveis e caros em seu interior.

Em muitos casos, a ventilação natural ou os ventiladores de resfriamento são insuficientes para combater o calor extremo e o ar condicionado pode causar condensação que pode danificar os eletrônicos, mas a pintura de resfriamento passivo da SRI pode ajudar a manter as temperaturas dentro de faixas de operação seguras para proteger esses sistemas e potencialmente estender sua vida útil.

Além disso, a SRI desenvolveu uma formulação de tinta à base de água, que é mais fácil de usar, mais barata e produz menos compostos orgânicos voláteis (VOCs) potencialmente prejudiciais do que formulações à base de solventes. A tinta é livre de PFAS (substâncias per- e polifluoroalquil), um grupo amplamente utilizado em tintas que têm sido associadas a riscos à saúde. E é fácil de borrifar, enrolar ou escovar.

“Temos boa aderência em múltiplas superfícies; trabalha em substratos rígidos e flexíveis; Tem uma resistência à abrasão semelhante à PA comercialint teria; se sujar, você pode lavá-lo com água”, disse Thukral.

Embora o foco atual da aplicação esteja em caixas elétricas para as quais a SRI está atualmente buscando parceiros por meio de seu programa de testes de P&D, os pesquisadores da SRI preveem usar a tinta nos telhados para reduzir as temperaturas dos edifícios, em veículos para ajudar a manter os interiores frescos ou em estruturas de playground para que as crianças possam usá-las mesmo nos dias mais quentes de verão.

“Estamos tentando levar essa tinta para o mundo”, disse Thukral. “Pode ter um impacto em uma população muito ampla.”

Fonte: Coatings World 24.11.2023