La alta humedad causa molestias y hace que los días calurosos se sientan más insoportables. Un equipo de investigadores de la Universidad Nacional de Singapur NUS ha inventado un novedoso material similar al gel que no solo deshumidifica eficazmente el aire ambiente para mejorar el confort térmico, sino que tambiénaprovecha la humedad en el aire para una amplia gama de aplicaciones prácticas, como funcionar como un sol o pantalla de privacidad, tinta conductora e incluso una batería. Y todas estas propiedades interesantes son inherentes al material después de la absorción de agua, sin necesidad de elementos externos.poder.
El hidrogel único es una forma de óxido de zinc, un compuesto que se encuentra en el protector solar, en forma de gel. Puede absorber el agua del entorno circundante más de 2.5 veces su peso y funciona al menos ocho veces mejor que el comercialagentes de secado. Es adecuado para aplicaciones en interiores y exteriores, y también es barato y fácil de producir.
"Singapur, como muchos países tropicales, experimentan altos niveles de humedad relativa entre 70 y 80 por ciento. En un ambiente húmedo, el aire está saturado de agua y, como resultado, el sudor en nuestro cuerpo se evapora más lentamente. Esto nos causasentirse más caliente que la temperatura ambiente real, lo que genera una gran incomodidad. Nuestro nuevo hidrogel tiene como objetivo lograr un efecto de enfriamiento al eliminar la humedad del aire ambiente de manera muy eficiente ", dijo el profesor asistente Swee Ching TAN del Departamento de Ciencia e Ingeniería de Materiales del NUSFacultad de Ingeniería, quien dirigió la investigación.
"Este nuevo hidrogel funciona al menos ocho veces mejor que los agentes de secado existentes, como el gel de sílice y el cloruro de calcio, al eliminar la humedad del aire; puede absorber más agua, funciona más rápido y utiliza menos material. A diferencia del uso intensivo de energíaLos sistemas de deshumidificación y aire acondicionado no necesitan electricidad para funcionar. Este hidrogel puede revestirse fácilmente en paredes, ventanas e incluso elementos decorativos como una escultura para realizar la función de deshumidificación ", agregó Asst Prof Tan.
Mejora del confort térmico
Los hidrogeles son materiales que contienen grandes cantidades de agua y se usan comúnmente en lentes de contacto, apósitos para heridas y productos para el cuidado personal. Recientemente, los hidrogeles también se usan para aplicaciones biomédicas, como la ingeniería de tejidos y la administración de fármacos. Sin embargo, la capacidad de los hidrogelespara absorber el agua del aire circundante no se ha explorado bien.
El nuevo hidrogel desarrollado por el equipo de Ingeniería de NUS extrae moléculas de agua del aire circundante directamente y reduce la humedad relativa en un espacio confinado del 80% al 60%, dentro de la zona de confort térmico, en menos de siete minutos.
Este material es adecuado para reducir la humedad relativa en ambientes interiores y exteriores, como en salas de hospitales y aulas sin aire acondicionado, así como en parques y paradas de autobús.
Aprovechamiento de la humedad para aplicaciones de gran alcance
El profesor Tan explicó: "La humedad en el aire es un recurso abundante, pero hay pocos intentos de recolección y buen uso. Cuando nuestro nuevo hidrogel absorbe agua, observamos que muestra interesantes propiedades ópticas, eléctricas y electroquímicas".. Esto abre una amplia gama de aplicaciones útiles ".
Después de tomar agua del medio ambiente, el nuevo hidrogel se vuelve opaco y reduce la transmisión infrarroja en aproximadamente un 50 por ciento. Esto se traduce en una reducción de la temperatura ambiente de más de siete grados centígrados. Por lo tanto, el hidrogel se puede usar como un inteligentematerial de la ventana para bloquear el calor de la luz solar natural mientras se duplica como una pantalla de privacidad. Cuando se usa junto con los acondicionadores de aire, los propietarios de edificios o casas pueden disfrutar de ahorros en el costo de la energía, ya que el aire ambiente más frío requerirá menos electricidad para enfriarlo al deseadotemperatura.
Otra aplicación interesante del hidrogel es funcionar como una tinta conductora en placas de circuitos impresos que se encuentran comúnmente en dispositivos electrónicos. La naturaleza similar a un gel del material lo hace muy atractivo para la electrónica flexible. El hidrogel se puede borrar fácilmente con solventes comunescomo el vinagre, para poder reutilizar las placas de circuitos. Esto ayudaría a reducir los desechos electrónicos.
El equipo de investigación también descubrió que el hidrogel puede generar aproximadamente 1,8 voltios de electricidad, similar a la batería AA, que es suficiente para alimentar dispositivos como un pequeño reloj digital. Como tal, el material también puede usarse comofuente de energía de emergencia en situaciones donde no hay luz solar o suministro de electricidad.
Estos resultados de la investigación se han publicado en línea en la revista científica Energía y ciencias ambientales el 24 de mayo de 2018.
Próximos pasos
El desarrollo del nuevo hidrogel cuenta con el apoyo de NUS y el Ministerio de Educación de Singapur. Tras los resultados prometedores del uso del hidrogel para reducir significativamente la humedad relativa, el equipo de investigación, con el apoyo de la Oficina de Enlace de la Industria de NUS, ha recibido fondos sustancialesde Temasek Foundation Ecosperity para probar esta novedosa aplicación a mayor escala en espacios interiores y exteriores.
El equipo de investigación de NUS ha presentado una patente para su invención, y los investigadores llevarán a cabo más estudios para avanzar en la aplicación de las diferentes propiedades del nuevo hidrogel.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad Nacional de Singapur . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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