Desenvolvido novo tecido que resfria ou aquece dependendo do lado vestido

Imagina você ter uma roupa que pode mantê-lo bem aquecido e resfriá-lo bastante dependendo apenas do lado em que você está vestindo-a. Bem, mas foi exatamente isso que o pesquisador Yi Cui - cientista de materiais na Universidade de Stanford, EUA - fez, e sem a necessidade de energia externa para fazer o sistema funcionar!

Entre 40% e 60% do calor que perdemos do corpo é na forma de radiação infravermelha - em uma faixa associada com a nossa temperatura média corporal (1). Portanto, estratégias de controle térmico artificial acabam quase sempre focando na manipulação dessas ondas de infravermelho irradiadas: evitando que escapem (aquecimento) ou facilitando a fuga (resfriamento).

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O novo fantástico tecido criado pelo pesquisador é um arranjo de camadas com espessura de 45 mícron (1 milionésimo de metro), feito a partir de polietileno (PE), um plástico bem barato. Com vários buracos de tamanho nanométrico - para permitir a permeabilidade ao ar e ao vapor d´água -, esse nano-PE bloqueia a luz visível - para você não ver através dele - mas permite que o infravermelho irradiado pelo corpo atravesse tranquilamente.

Dentro da estrutura principal de PE, se encontra dois arranjos de material: nano-PE que traz aderido em um lado com uma camada bem fina de carbono (absorvedora e emissora de infravermelho) e, do outro lado, uma ultrafina camada de cobre que absorve/emite bem fracamente o infravermelho.

Como pode ser observado na figura acima, a dupla camada não fica no meio do tecido, mas mais perto de um lado do que do outro. Quando a dupla camada está mais próxima da pele, a camada de carbono está voltada para o lado de fora. À medida que essa última camada absorve o calor do corpo, ela o irradia para o ar ambiente - com a camada de cobre por dentro impedindo que o infravermelho sendo mandado para fora seja irradiado de volta para o corpo -, resfriando o indivíduo por dentro.

Já quando o tecido é virado ao contrário, a dupla camada fica bem afastada do corpo, prevenindo que a camada de carbono absorva muito calor da pele. E qualquer calor absorvido e re-irradiado é refletido de volta para a pele pela camada de cobre que agora está voltada para na direção externa, efetivamente prendendo o calor interno. Com isso, o corpo é mantido bem aquecido.

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No final, a tecnologia funciona tão bem que o tecido especial já feito na prática pode criar uma diferença de temperatura de até 6,5°C! E, segundo os pesquisadores, o uso de modelagem computacional pode otimizar bastante a tecnologia e mais do que dobrar essa diferença de temperatura (14,7°C)! Isso pode significar uma boa economia de energia elétrica que estaria sendo gasta em aquecedores ou ar condicionado em ambientes diversos, além de impedir que as mudanças microclimáticas na sua região ou climáticas (estações) atrapalhem você de vestir sua roupa preferida. E se a temperatura mudar de uma hora para outra durante o dia, você nem precisa levar outras roupas ou tirar uma, bastando apenas virar aquela já em uso.

Cui e seus colaboradores reportaram essa semana, na Science Advances, o novo tecido e já pretendem criar uma companhia para comercializar a tecnologia. Porém, ainda é necessário mais testes para verificar o quão resistente o material é sob diferentes tipos de lavagem.

(1) Sugestão de leitura: Como o calor vai do quente para o frio?

Publicação do estudo: Science

Referência adicional: Stanford