Investigadores de KAUST desarrollan un nuevo nanoplástico para alumbrado público sostenible
Un nuevo estudio realizado en colaboración entre KAUST y la Ciudad Rey Abdulaziz para la Ciencia y la Tecnología (KACST) muestra cómo los nanomateriales pueden reducir significativamente las emisiones de carbono de las farolas LED (diodos emisores de luz). El equipo de investigadores estima que al adoptar esta tecnología, solo Estados Unidos puede reducir las emisiones de dióxido de carbono en más de un millón de toneladas métricas.
El nanomaterial, llamado nanoPE, mejora la emisión de radiación térmica desde la superficie del LED para reducir la temperatura del LED. Los LED generan calor, lo que eleva su temperatura y corre el riesgo de dañar la electrónica del LED y acortar su vida útil. De hecho, aproximadamente el 75% de la energía de entrada en los LED se pierde finalmente en forma de calor.
Líder del estudio, Profesor KAUST Gan Qiaoqiang"Los LED son las fuentes de luz preferidas debido a su eficiencia y vida útil superiores. Pero pequeñas mejoras pueden mejorarlos aún más, y eso puede marcar una gran diferencia en la sostenibilidad porque incluso las pequeñas mejoras tienen un gran efecto cuando se usan en todas partes", afirmó Gan. Añadió que la iluminación representa aproximadamente el 20% del consumo anual de electricidad en el mundo y contribuye a casi el 6% de las emisiones globales de gases de efecto invernadero.
El Dr. Hussam Qasem, director general del Future Energy Technologies Institute de KACST y colaborador del estudio, afirmó: "Nuestro diseño mejora significativamente la refrigeración del LED al tiempo que mantiene una alta eficiencia de iluminación, lo que la convierte en una solución prometedora para la iluminación sostenible en Arabia Saudita".
Las típicas farolas LED dirigen su luz hacia el objeto a iluminar, por lo que apuntan hacia el suelo. También están diseñados de manera que la radiación térmica queda atrapada dentro del LED. Por otro lado, las farolas recubiertas con nanoPE se ponen literalmente boca abajo para mirar hacia el cielo y alejarse del objeto a iluminar.
La razón de esta inversión es que NanoPE está diseñado para que la luz infrarroja, la luz más responsable de la radiación térmica, lo atraviese mientras la luz visible se refleja. El estudio demostró que más del 80% de la luz infrarroja emitida por las farolas LED recubiertas con nanoPE pasa a través de nanoPE y continúa hacia el cielo. Por el contrario, más del 95% de la luz visible emitida se refleja en nanoPE y regresa al suelo, iluminando el área debajo.
NanoPE se basa en polietileno, el plástico más producido en el mundo. Para crear un nanoplástico que refleja luz de longitud de onda baja (luz visible) pero deja pasar luz de longitud de onda alta (infrarroja), los científicos crearon cuidadosamente poros tan pequeños como 30 nm (unas 1.000 veces más pequeños que el grosor de un cabello humano) en el plástico, además de estirarlo y transformarlo en una lámina más delgada.