Atualizado 12 de março de 2026
Novo material desenvolvido por Pesquisadores Sul Coreanos pode aquecer ou resfria o ambiente, controlado por luz, usando energia passiva do ambiente.
É a primeira vez que esse tipo de inovação usa o mesmo material com dupla função, para aquecer ou resfriar ambientes, sem gastar energia.
A pesquisa foi publicada na Revista Joule.
A nova solução de gestão térmica que transforma um único polímero, o polidimetilsiloxano (PDMS), em superfícies bifuncionais para aquecimento e resfriamento por meio de controle por laser laser.
Veremos a seguir como funciona essa nova tecnologia, e as possíveis aplicações, com economia de energia. Em texto, imagens e videos.
Qual a importância de se obter um material que pode servir para aquecer ou resfriar casas, edifícios e construções sem gastar energia? Deixe seu comentário no final!
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Um único material aquecer ou resfriar é o “sonho dourado” no uso da energia térmica direta
Pesquisadores coreanos desenvolveram uma tecnologia inovadora de gerenciamento térmico sem a necessidade de eletricidade que permite implementar seletivamente funções de resfriamento e de aquecimento usando um único material e o mesmo processo.
O mesmo material, um polímero transparente à base de silício, pode ser processado para se tornar uma superfície de resfriamento ou uma superfície de aquecimento, bastando para isso ajustar a intensidade da saída de um laser.
Ao ajustar as propriedades ópticas do PDMS com pirólise induzida por laser, o método alcança alta absorção e reflexão solar, reduzindo significativamente o consumo de energia em edifícios e as emissões de gases de efeito estufa.
Em outras palavras, esta é a primeira tecnologia do mundo a implementar seletivamente funções de resfriamento e aquecimento aplicando um único processo a laser ao mesmo material transparente, variando apenas a potência de saída.
Conforme os pesquisadores, essa abordagem inovadora dispensa a necessidade de múltiplos materiais ou processos complexos, oferecendo uma alternativa simplificada e sustentável aos sistemas térmicos convencionais.
Os resultados fornecem evidências robustas do potencial de modificações de materiais simples e ecologicamente corretas para promover práticas de construção sustentáveis.
Eles oferecem informações cruciais para o desenvolvimento de políticas energéticas e apoiam os esforços para descarbonizar o setor da construção civil, destacando um caminho promissor para maior eficiência energética e menor impacto ambiental.
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Resfriar o aquecer com um mesmo material e processo dá o salto que faltava
As tecnologias de resfriamento radiativo – ou refrigeração passiva -, bem como o aquecimento solar, têm despontado como uma alternativa promissora para enfrentar as crises climática e energética, uma vez que são tecnologias de gestão térmica de “energia zero”, regulando a temperatura utilizando a luz solar e o calor radiante sem consumir eletricidade adicional.
O objetivo é criar um ambiente fresco no verão, refletindo a luz solar e emitindo calor radiante, e quente no inverno, para isso absorvendo a luz solar e usando o calor no aquecimento.
[Imagem: Junlin Yang et al. – 10.1117/1.AP.6.4.046006]
No entanto, até agora, essa tecnologia tem enfrentado limitações na aplicação prática em ambientes cotidianos ou industriais porque as funções de resfriamento e aquecimento são feitas por materiais e processos diferentes.
Os pesquisadores afirmam as taxas anuais de economia de energia, obtidas por meio de simulações energéticas em edifícios, foram validadas. E foram fornecidas aplicações de captação de energia sustentável.
O material é projetado para gestão térmica múltipla, exibindo alta refletividade e emissão térmica para resfriamento eficaz sob processamento de alta energia e forte absorção solar para aquecimento notável em condições de baixa energia.
Os resultados da simulação indicam que a aplicação deste material em telhados de edifícios poderia reduzir o consumo anual de energia em até 26,5%.
Além disso, sua capacidade de formar estruturas Janus e dispositivos termoelétricos solares totalmente padronizados a laser destaca seu potencial para tecnologias sustentáveis.
Este trabalho representa uma estratégia pioneira em gestão térmica sustentável para resfriamento e aquecimento, demonstrando um uso inovador de um material monolítico e uma técnica de fabricação simples, oferecendo uma solução promissora para os desafios ambientais globais.
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As propriedades ópticas e térmicas do material se alteram de acordo com a intensidade do laser.
Yeongju Jung e colegas da Universidade Nacional de Seul desenvolveram uma técnica de processamento de materiais envolvendo a irradiação a laser de um polímero de silicone transparente chamado PDMS (polidimetilsiloxano).
O princípio é simples:
As propriedades ópticas e térmicas do material se alteram de acordo com a intensidade do laser.
Por exemplo, quando exposto a um laser de alta potência, a superfície do PDMS se transforma em uma estrutura porosa branca, basicamente sílica (SiO2), que reflete a luz solar e emite calor, funcionando como um sistema de resfriamento.
Por outro lado, o uso de um laser de baixa potência cria uma estrutura porosa preta, basicamente carbeto de silício (SiC), que absorve a luz solar e promove o aquecimento.
De fato, os pesquisadores criaram a primeira tecnologia do mundo a implementar seletivamente funções de resfriamento e aquecimento aplicando um único processo a laser ao mesmo material.
“Esta tecnologia apresenta um novo paradigma na gestão térmica, abrindo caminho para a implementação conjunta de aquecimento e resfriamento usando um único material, sem processos de fabricação complexos,” disse o professor Seung Ko.
“Ela se tornará uma tecnologia fundamental, aplicável a diversos campos industriais, como materiais para fachadas de edifícios, dispositivos eletrônicos para uso externo e geração de energia.”
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Gerenciamento térmico do novo material foi testado em ambientes reais
A equipe demonstrou as capacidades de gerenciamento térmico deste novo material em ambientes externos reais.
Sob a luz solar durante o dia, a superfície porosa branca manteve uma temperatura média 5,89 °C inferior à do ambiente externo, enquanto a superfície porosa preta se autoaqueceu até 58,1 °C, comprovando seu excelente desempenho no controle térmico.
Simulações de energia em edifícios, considerando diversas condições climáticas, mostraram que a aplicação desse material em telhados pode reduzir os custos anuais de energia para aquecimento e resfriamento em até 26,5%.
Além disso, a função de aquecimento pode ser aplicada a diversas situações, como em sistemas de captação de água da chuva e dessalinização, que utilizam energia solar para evaporar a água do mar e coletar a água doce resultante.
Mais do que isso: Além do aquecimento e resfriamento sem consumo de eletricidade, o material também pode ser usado para gerar eletricidade.
Por exemplo, a diferença térmica gerada entre uma superfície de resfriamento branca e uma superfície de aquecimento preta pode ser aproveitada para criar geradores termoelétricos movidos a energia solar.
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Bibliografia
Curadoria Técnica e Análise Audiovisual: Conteúdo Bibliográfico e Audiovisual Selecionado e Validado por Dr. Sergio Almeida Loiola – CV Lattes/CNPq.
Revista: Joule
Artigo: Monolithic Integration of Radiative Cooling and Solar Heating Functionalities by Laser-induced Pyrolysis
DOI: 10.1016/j.joule.2025.102007
Inovação Tecnologia
Um único material aquece e resfria o ambiente sem gastar energia
Análise Audiovisual
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Novo Material Aquece ou Resfria Ambientes Sem Gastar Energia
