Investigadores del Instituto de Tecnología de Karlsruhe (KIT) han presentado un material a base de polímeros con propiedades únicas. Este material permite la entrada de luz solar, mantiene un clima interior más confortable sin energía adicional y se limpia a sí mismo como una hoja de loto.
Este nuevo desarrollo podría reemplazar componentes de vidrio en paredes y techos en el futuro. El equipo de investigación ha probado con éxito el material en pruebas al aire libre en el campus del KIT.
Maximizar la luz natural en los edificios es popular y puede ahorrar en costos de energía. Sin embargo, los techos y paredes de vidrio tradicionales presentan problemas como el deslumbramiento, la falta de privacidad y el sobrecalentamiento. Las soluciones alternativas, como los revestimientos y materiales difusores de luz, aún no han proporcionado un remedio integral.
Investigadores del Instituto de Tecnología de Microestructura (IMT) y del Instituto de Tecnología de la Luz (LTI) del KIT han desarrollado un metamaterial novedoso a base de polímeros que combina diversas propiedades y podría reemplazar componentes de vidrio en la construcción en el futuro.
Este Metamaterial Multifuncional Micro-Fotónico a base de Polímeros (PMMM) consiste en pirámides microscópicas hechas de silicona. Estas micropirámides miden aproximadamente diez micrómetros, lo que equivale a una décima parte del diámetro de un cabello.
Este diseño otorga a la película PMMM varias funciones: difusión de luz, autolimpieza y enfriamiento radiativo mientras mantiene un alto nivel de transparencia.
En el laboratorio y en experimentos al aire libre bajo condiciones reales, los investigadores probaron las propiedades del material y midieron su transmitancia de luz, dispersión de luz, propiedades de reflexión, capacidad de autolimpieza y rendimiento de enfriamiento utilizando espectrofotometría moderna.
Los resultados: Las pruebas lograron un enfriamiento de 6 °C en comparación con la temperatura ambiente. Además, el material mostró una alta transparencia, del 95%. En comparación, el vidrio generalmente tiene una transparencia del 91%
"Cuando el material se usa en techos y paredes, permite espacios interiores luminosos pero sin deslumbramiento y con privacidad protegida para el trabajo y la vida diaria. En invernaderos, la alta transmitancia de luz podría aumentar los rendimientos porque se estima que la eficiencia de la fotosíntesis es un 9% mayor que en invernaderos con techos de vidrio", dice Richards.
Las micropirámides también otorgan a la película PMMM propiedades superhidrofóbicas, similares a una hoja de loto: el agua se forma en gotas y elimina la suciedad y el polvo de la superficie. Esta función de autolimpieza hace que el material sea fácil de mantener y duradero.
