Com uma transmitância de 71,6%, o material transparente aumentou a conversão de energia em 15% quando empregado em células solares.
Pesquisadores da Universidade Central Sul de Silvicultura e Tecnologia (CSUFT) em Changsha, China, desenvolveram um novo material transparente semelhante ao vidro usando bambu natural.
Ao contrário dos produtos à base de madeira, este vidro é retardador de chamas, supressor de fumaça e super hidrofóbico ao mesmo tempo, disse um comunicado de imprensa.
A sílica é o material preferido quando se trata de vidro. Ao longo dos anos, o vidro à base de sílica tem sido utilizado em todos os setores e a sua procura ultrapassou os 130 milhões de toneladas em 2020.
Embora seja fácil e barato produzir vidro desta forma, o produto final é extremamente denso e quebradiço, e o processo de produção emite gases que aquecem o planeta. Portanto, é necessária uma alternativa amiga do ambiente.
Produtos à base de madeira
À medida que o mundo procura formas mais limpas de satisfazer as suas exigências, há um aumento na procura de materiais transparentes feitos de madeira. Além de menor pegada de carbono, a madeira oferece resistência mecânica e propriedades de isolamento térmico superiores.
Mais importante ainda, o material tem melhor transparência do que o vidro de sílica e, portanto, é mais adequado para múltiplas aplicações. O problema, porém, é a escassez de matéria-prima.
As estimativas sugerem que, mesmo com plantações planeadas, a madeira industrial será escassa até 2050.
Além disso, os polímeros utilizados para tornar a madeira transparente tornam-na suscetível ao fogo, um grande perigo. Para superar essas dificuldades, os pesquisadores do CSUFT utilizaram o bambu para fazer seu material transparente.
Vidro de bambu
Caichao Wan, pesquisador da Faculdade de Ciência e Engenharia de Materiais da CSUFT, explicou que o bambu tem crescimento e taxa de regeneração mais rápidos, o que permite que seja utilizado como material de construção com quatro a sete anos de crescimento.
“Com uma produção quatro vezes superior à da madeira por acre, o bambu é reconhecido pela sua eficiência excepcional e também é conhecido como a segunda floresta”, disse Wan num comunicado de imprensa.
A composição do bambu é semelhante à da madeira e seus canais verticais proporcionam alta porosidade e permeabilidade.
Os pesquisadores utilizaram esse aspecto do bambu para fazer um material transparente semelhante ao vidro. Eles usaram impregnação a vácuo para introduzir silicato de sódio líquido inorgânico (Na2O·nSiO2) na estrutura de bambu deslignificada, e o produto intermediário passou por um tratamento hidrofóbico.
“Através desta estratégia, podemos construir uma barreira retardadora de chama de 3 camadas compreendendo uma camada superior de silano, uma camada intermediária de SiO2 formada através de hidrólise-condensação de Na2SiO3 na superfície e uma camada interna de Na2SiO3)”, afirmou Wan em o comunicado de imprensa.
Em seus testes, os pesquisadores descobriram que o material recém-desenvolvido tinha um tempo de ignição de 116 segundos e uma liberação de calor de apenas 0,7 MJ/m2. A produção de fumaça do material também foi menor, com 0,063 metros quadrados. Essas capacidades superiores do material foram observadas juntamente com melhores propriedades mecânicas, como resistência à flexão e à tração.
Os pesquisadores usaram seu material transparente para fazer células solares de perovskita; o vidro apresentou alta transmitância de luz de 71,6%, levando a uma melhoria de 15,29% na eficiência de conversão de energia.
Fonte: Interesting Engineering.
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