La universidad de Texas en Austin
- Investigadores de la Universidad de Texas en Austin recurrieron a las propiedades de un escarabajo de cuernos largos para crear un nuevo recubrimiento.
- Al reflejar la energía infrarroja, el recubrimiento puede enfriar pasivamente las superficies, desde un automóvil negro hasta su teléfono inteligente.
- Los investigadores publicaron sus hallazgos el 15 de junio en la revista. Procedimientos de la Academia Nacional de Ciencias.
Un automóvil negro en un día caluroso es una receta para el desastre. Absorbe más luz solar que un automóvil blanco, lo que hace que la cabina tenga entre 5 y 6 grados más de temperatura, en promedio, después de una hora. Eso significa que también se necesitará más energía para enfriar el interior, no solo desperdiciando combustible precioso, sino que también aumentará las emisiones.
Eso es un problema. ¿Podría un escarabajo traer la solución?
Investigadores de la Universidad de Texas en Austin han creado un nuevo recubrimiento, inspirado en una especie de escarabajo de cuernos largos, que puede enfriar pasivamente las superficies sin usar más energía. Esto significa que su automóvil podría estar envuelto en un material que podría ayudar al medio ambiente.
Los científicos publicaron sus resultados el 15 de junio en la revista. Procedimientos de la Academia Nacional de Ciencias.
El escarabajo específico en cuestión, Neocerambyx Gigas, puede sobrevivir en algunos de los climas más implacables, cerca de volcanes activos en Tailandia e Indonesia. Estamos hablando de temperaturas que regularmente superan los 105 grados Fahrenheit, con temperaturas del suelo que alcanzan más de 158 grados.
Si bien la investigación previa ya había descubierto la habilidad del escarabajo para mantenerse fresco, no estaba claro exactamente cómo podría hacerlo el insecto. La respuesta: todo se reduce a una propiedad inusual de sus alas, dice Yuebing Zheng, profesor asociado de la Universidad de Texas en Austin. Mecánica Popular. Las estructuras triangulares de “pelusa” ayudan a reflejar la luz solar mientras eliminan el calor interno del cuerpo.
“Una mariposa es colorida porque las nanoestructuras reflejan la luz de una manera diferente”, dice Zheng, quien dirigió la investigación. “Las alas del escarabajo no solo muestran un color diferente, sino que también tienen esta función térmica en la que pueden reflejar ciertas longitudes de onda”.
Neocerambyx Gigas Las alas reflejan no solo la luz solar en su ambiente hostil, sino también la energía en la banda infrarroja del espectro electromagnético, dice Zheng. Para imitar esa propiedad de las alas, él y su equipo recurrieron al polidimetilsiloxano (PDMS), un polímero transparente común de la familia de silicona que se usa con frecuencia en todo, desde lentes de contacto hasta champús y calafateo.
Los investigadores encontraron que su película podría reducir la temperatura de la superficie de los artículos a la luz solar directa en aproximadamente 9 grados Fahrenheit.
PDMS también es ideal para ampliar porque es económico. Aunque los científicos pueden aprender de la naturaleza en un proceso de diseño llamado biomimética, Zheng dice que no siempre es factible construir versiones a gran escala de pequeñas micro o nanoestructuras.
“La naturaleza tarda tanto tiempo en llegar a una estructura razonablemente buena … se requiere mucha investigación para imitar las funciones”, dice. “Aunque puede hacer una replicación exacta, aún tiene que pensar en la producción a gran escala, porque un error tan pequeño podría ser capaz por sí mismo, pero debe hacerlo a mayor escala para los materiales”.
En el futuro, Zheng dice que no está del todo claro qué aplicaciones se concretarán, pero se está inclinando hacia los teléfonos móviles como un comienzo. Cuando usa un dispositivo electrónico durante demasiado tiempo al sol, puede sobrecalentarse e incluso apagarse. Zheng y sus colegas ven que el recubrimiento evita este tipo de contratiempos a corto plazo.
A largo plazo, esperan ver el revestimiento utilizado en la parte superior de las ventanas en edificios de oficinas y apartamentos, o como una envoltura en los automóviles para mantenerlos frescos. En ambos casos, el recubrimiento podría reducir el uso del aire acondicionado.
“Con un recubrimiento como este, no se necesita energía de entrada”, dice Zheng, “y eso es importante debido al cambio climático”.
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