Pesquisadores da KAUST desenvolvem novo nanoplástico para iluminação pública sustentável
Um novo estudo com a colaboração entre a KAUST e a Cidade Rei Abdulaziz para Ciência e Tecnologia (KACST) mostra como os nanomateriais podem reduzir significativamente as emissões de carbono das luminárias LED (diodo emissor de luz). A equipa de investigadores estima que, ao adoptar esta tecnologia, só os Estados Unidos podem reduzir as emissões de dióxido de carbono em mais de um milhão de toneladas métricas.
O nanomaterial, denominado nanoPE, aumenta a emissão de radiação térmica da superfície do LED para reduzir a temperatura do LED. Os LEDs geram calor, o que aumenta sua temperatura e corre o risco de danificar a eletrônica do LED e encurtar sua vida útil. Na verdade, aproximadamente 75% da energia de entrada nos LEDs é eventualmente perdida na forma de calor.
Líder do estudo, Professor KAUST Qiaoqianggan, disse: "Os LEDs são fontes de luz preferidas devido à sua eficiência e vida útil superiores. Mas pequenas melhorias podem melhorá-los ainda mais, e isso pode fazer uma grande diferença na sustentabilidade porque mesmo pequenas melhorias têm um grande efeito quando usadas em qualquer lugar", disse Gan. Ele acrescentou que a iluminação representa aproximadamente 20% do consumo anual de eletricidade no mundo e contribui para quase 6% das emissões globais de gases de efeito estufa.
Hussam Qasem, gerente geral do Future Energy Technologies Institute da KACST e colaborador do estudo, disse: "Nosso projeto melhora significativamente o resfriamento do LED, mantendo a alta eficiência de iluminação, tornando-o uma solução promissora para iluminação sustentável na Arábia Saudita".
As luminárias LED típicas direcionam sua luz para o objeto a ser iluminado, por isso apontam para o solo. Eles também são projetados de forma que a radiação térmica permaneça presa dentro do LED. Por outro lado, os postes de iluminação revestidos com nanoPE são literalmente virados de cabeça para baixo para que fiquem direcionados para o céu e longe do objeto a ser iluminado.
A razão para esta inversão é que o NanoPE foi projetado de forma que a luz infravermelha, a luz mais responsável pela radiação térmica, passe através dele enquanto a luz visível é refletida. O estudo mostrou que mais de 80% da luz infravermelha emitida pelas luminárias LED revestidas com nanoPE passa pelo nanoPE e continua em direção ao céu. Em contraste, mais de 95% da luz visível emitida é refletida no nanoPE e de volta ao solo, iluminando a área abaixo.
NanoPE é baseado em polietileno, o plástico mais produzido no mundo. Para criar um nanoplástico que reflete luz de comprimento de onda baixo (luz visível), mas passa luz de comprimento de onda alto (infravermelho), os cientistas cuidadosamente criaram poros tão pequenos quanto 30 nm – cerca de 1.000 vezes menores que a espessura de um fio de cabelo humano – no plástico, bem como esticá-lo e transformá-lo em uma folha mais fina.