A queda das temperaturas noturnas é um facto fundamental, que pode danificar culturas, equipamentos e infraestruturas. Uma equipe de cientistas criou um novo tipo de filme que absorve e reflete seletivamente diferentes comprimentos de onda da luz infravermelha para manter os objetos aquecidos de maneira eficaz, ajudando a proteger as plantações e a infraestrutura dos danos causados pelo frio noturno.
A atmosfera da Terra é transparente para certos comprimentos de onda infravermelhos (ou seja, energia térmica), o que significa que eles podem passar através da atmosfera e atingir as temperaturas extremamente frias do espaço. Os cientistas estão a explorar este fenómeno para desenvolver sistemas de arrefecimento radiativo para edifícios, mas é também por isso que as temperaturas da superfície caem drasticamente durante a noite.
Estas flutuações de temperatura e os impactos subsequentes, como geada e orvalho, podem danificar colheitas, linhas eléctricas e outros equipamentos e infra-estruturas expostos aos elementos. O aquecimento ativo requer frequentemente a utilização de aquecedores, que não só consomem energia, mas também têm um enorme impacto no ambiente.
Mas num novo estudo, cientistas da Academia Chinesa de Ciências criaram um sistema de aquecimento radiante que funciona passivamente. A equipe de pesquisa criou um filme nanofotônico que reflete e absorve seletivamente diferentes comprimentos de onda de luz para maximizar o calor fornecido ao objeto que cobre. A chave é refletir comprimentos de onda na faixa de 8 a 14 mícrons, onde a atmosfera é transparente, enquanto absorve comprimentos de onda nas faixas de 5 a 8 e 14 a 16 (bandas de radiação).
O filme é feito de cinco camadas ultrafinas de sulfeto de germânio e zinco alternados. Esses materiais possuem refletância de 0,91 na janela transparente e absortividade de 0,7 na banda de radiação. Em testes externos, o filme manteve com sucesso a superfície coberta 2,1°C (3,8°F) mais quente do que uma superfície que refletia todos os comprimentos de onda e 4,4°C (7,9°F) mais quente do que uma superfície que absorveu todos os comprimentos de onda.
Parece um problema que um cobertor ou outra cobertura básica poderia resolver, mas a equipe diz que esta tecnologia é muito mais eficaz na proteção de superfícies e objetos vulneráveis. Além disso, se esta tecnologia for instalada num edifício, poderá manter o edifício a uma temperatura confortável durante a noite, ao mesmo tempo que poupa uma fortuna nas contas de energia.
A pesquisa foi publicada na revista Light: Science and Applications.