Investigadores del Reino Unido y España han identificado un sólido ecológico que podría reemplazar los gases ineficientes y contaminantes utilizados en la mayoría de los refrigeradores y aires acondicionados.
Cuando se colocan bajo presión, los cristales plásticos de neopentilglicol producen enormes efectos refrescantes, lo suficiente como para ser competitivos con los refrigerantes convencionales. Además, el material es económico, está ampliamente disponible y funciona a temperatura ambiente. Los detalles se publican en la revista Comunicaciones de la naturaleza .
Los gases que se usan actualmente en la gran mayoría de los refrigeradores y aires acondicionados - hidrofluorocarbonos e hidrocarburos HFC y HC - son tóxicos e inflamables. Cuando se escapan al aire, también contribuyen al calentamiento global.
"Los refrigeradores y aires acondicionados basados en HFC y HC también son relativamente ineficientes", dijo el Dr. Xavier Moya, de la Universidad de Cambridge, quien dirigió la investigación con el profesor Josep Lluís Tamarit, de la Universitat Politècnica de Catalunya. "Eso es importante porqueLa refrigeración y el aire acondicionado actualmente devoran una quinta parte de la energía producida en todo el mundo, y la demanda de refrigeración solo está aumentando ".
Para resolver estos problemas, los científicos de materiales de todo el mundo han buscado refrigerantes sólidos alternativos. Moya, miembro de la Royal Society Research Fellow en el Departamento de Ciencia y Metalurgia de Materiales de Cambridge, es uno de los líderes en este campo.
En su investigación recientemente publicada, Moya y sus colaboradores de la Universitat Politècnica de Catalunya y la Universitat de Barcelona describen los enormes cambios térmicos bajo presión logrados con cristales de plástico.
Las tecnologías de enfriamiento convencionales se basan en los cambios térmicos que ocurren cuando un fluido comprimido se expande. La mayoría de los dispositivos de enfriamiento funcionan comprimiendo y expandiendo fluidos como HFC y HC. A medida que el fluido se expande, disminuye la temperatura y enfría sus alrededores.
Con los sólidos, el enfriamiento se logra cambiando la estructura microscópica del material. Este cambio se puede lograr mediante la aplicación de un campo magnético, un campo eléctrico o mediante fuerza mecánica. Durante décadas, estos efectos calóricos han quedado atrás de los cambios térmicos disponibles en los fluidos,pero el descubrimiento de colosales efectos barocalóricos en un cristal plástico de neopentilglicol NPG y otros compuestos orgánicos relacionados ha nivelado el campo de juego.
Debido a la naturaleza de sus enlaces químicos, los materiales orgánicos son más fáciles de comprimir, y NPG se usa ampliamente en la síntesis de pinturas, poliésteres, plastificantes y lubricantes. No solo está ampliamente disponible sino que también es económico.
Las moléculas de NPG, compuestas de carbono, hidrógeno y oxígeno, son casi esféricas e interactúan entre sí solo débilmente. Estos enlaces sueltos en su estructura microscópica permiten que las moléculas giren con relativa libertad.
La palabra "plástico" en "cristales de plástico" no se refiere a su composición química sino a su maleabilidad. Los cristales de plástico se encuentran en el límite entre sólidos y líquidos.
La compresión de NPG produce cambios térmicos sin precedentes debido a la reconfiguración molecular. El cambio de temperatura alcanzado es comparable con los explotados comercialmente en HFC y HC.
El descubrimiento de colosales efectos barocalóricos en un cristal plástico debería llevar los materiales barocalóricos a la vanguardia de la investigación y el desarrollo para lograr un enfriamiento seguro y respetuoso con el medio ambiente sin comprometer el rendimiento.
Moya ahora está trabajando con Cambridge Enterprise, el brazo de comercialización de la Universidad de Cambridge, para llevar esta tecnología al mercado.
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Materiales proporcionado por Universidad de Cambridge . La historia original tiene licencia bajo a Licencia Creative Commons . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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