Janelas inteligentes podem regular temperatura do ambiente; entenda

Engenheiros da Universidade Estadual da Carolina do Norte (NCSU), nos Estados Unidos, desenvolveram um novo material que permite que a mesma janela alterne o bloqueio de luz e calor. A pesquisa foi publicada na revista ACS Photonics.

Leia mais

Janelas podem regular luz e calor

Como o sistema funciona

Segundo os pesquisadores, essas adaptações são possíveis graças ao óxido de tungstênio. Normalmente transparente, a substância se torna mais escura e bloqueia a luz quando recebe um sinal elétrico.

Mas no novo estudo, os engenheiros do NCSU descobriram que a adição de água transforma o óxido de tungstênio em hidrato de óxido de tungstênio. E é essa nova substância gerada que permite a alternância entre os “modos” da janela.

Quando “desligado”, ela permanece transparente à luz e ao calor, ideal para aqueles dias de inverno. Mas se alguns elétrons e íons de lítio são injetados no material, ele primeiro passa por uma fase em que bloqueia a luz infravermelha (sentida como calor) enquanto permanece transparente para comprimentos de onda visíveis da luz. E, finalmente, à medida que mais elétrons passam para o material, ele transita para uma fase escura, onde bloqueia a luz visível e infravermelha, perfeita para o verão.

A presença de água na estrutura cristalina torna a estrutura menos densa, por isso a estrutura é mais resistente à deformação quando íons de lítio e elétrons são injetados no material. Nossa hipótese é que, como o hidrato de óxido de tungstênio pode acomodar mais íons de lítio do que o óxido de tungstênio normal antes de se deformar, você obtém dois modos. Há um modo “frio” – quando a injeção de íons e elétrons de lítio afeta as propriedades ópticas, mas a mudança estrutural ainda não ocorreu – que absorve a luz infravermelha. E então, depois que a mudança estrutural ocorre, há um modo ‘escuro’ que bloqueia a luz visível e infravermelha.

Jenelle Fortunato, primeira autora do estudo

Ainda de acordo com os pesquisadores, a nova tecnologia mantém a mesma espessura do vidro e pode ser aplicada nas janelas já existentes.

A descoberta do controle de luz de banda dupla (infravermelho e visível) em um único material que já é bem conhecido pela comunidade de janelas inteligentes pode acelerar o desenvolvimento de produtos comerciais com recursos aprimorados.

Delia Milliron, coautora correspondente do estudo