Un método simple para hacer revestimientos transparentes que puedan bloquear el calor y conducir la electricidad podría reducir radicalmente el costo de las ventanas inteligentes que ahorran energía y los vidrios que repelen el calor.
Los recubrimientos en aerosol desarrollados por investigadores de la Universidad RMIT en Melbourne, Australia, son ultrafinos, rentables y compiten con el rendimiento de los estándares actuales de la industria para electrodos transparentes.
Combinando las mejores propiedades del vidrio y los metales en un solo componente, un electrodo transparente es un recubrimiento transparente altamente conductor que permite el paso de la luz visible.
Los recubrimientos, componentes clave de tecnologías que incluyen ventanas inteligentes, pantallas táctiles, iluminación LED y paneles solares, se fabrican actualmente a través de procesos que requieren mucho tiempo y dependen de materias primas costosas.
El nuevo método de pulverización es rápido, escalable y se basa en materiales más baratos que están fácilmente disponibles.
El método podría simplificar la fabricación de ventanas inteligentes, que pueden ahorrar energía y ser regulables, así como vidrio de baja emisividad, donde un panel de vidrio convencional se recubre con una capa especial para minimizar la luz ultravioleta e infrarroja.
El investigador principal, el Dr. Enrico Della Gaspera, dijo que el enfoque pionero podría usarse para reducir sustancialmente el costo de las ventanas que ahorran energía y potencialmente convertirlas en una parte estándar de las nuevas construcciones y actualizaciones.
"Las ventanas inteligentes y el vidrio de baja emisividad pueden ayudar a regular la temperatura dentro de un edificio, brindando importantes beneficios ambientales y ahorros financieros, pero siguen siendo costosos y desafiantes de fabricar", dijo Della Gaspera, conferenciante senior y miembro del DECRA del Consejo de Investigación Australiano enRMIT.
"Estamos dispuestos a colaborar con la industria para desarrollar aún más este tipo innovador de recubrimiento.
"El objetivo final es hacer que las ventanas inteligentes sean mucho más accesibles, reduciendo los costos de energía y la huella de carbono de los edificios nuevos y modernizados".
El nuevo método también se puede optimizar con precisión para producir recubrimientos adaptados a los requisitos de transparencia y conductividad de las muchas aplicaciones diferentes de electrodos transparentes.
Cómo funciona la tecnología
El enfoque estándar para la fabricación de electrodos transparentes se basa en el indio, un elemento raro y costoso, y los métodos de deposición al vacío, que son voluminosos, lentos y costosos.
Esto hace que los electrodos transparentes sean un costo importante en la producción de cualquier dispositivo optoelectrónico.
En el nuevo estudio publicado en la revista Interfaces de materiales avanzados , investigadores de la Escuela de Ciencias de RMIT fabricaron electrodos transparentes utilizando el material mucho más barato de óxido de estaño, enriquecido con una combinación especial de productos químicos para mejorar la conductividad y la transparencia.
Los recubrimientos transparentes ultrafinos, que son más de 100 veces más delgados que un cabello humano, solo permiten el paso de la luz visible, mientras bloquean tanto la luz UV dañina como el calor en forma de radiación infrarroja.
Los científicos utilizaron un proceso llamado "pirólisis por pulverización ultrasónica" para fabricar revestimientos lisos y uniformes de alta calidad óptica y eléctrica.
Se nebuliza una solución precursora, utilizando tecnología disponible comercialmente para crear una fina niebla de pulverización que forma gotitas ultrapequeñas y de tamaño uniforme. Esta solución se pulveriza sobre una capa de soporte calentada, como el vidrio.
Cuando la solución golpea la capa caliente se desencadena una reacción química que descompone el precursor en un residuo sólido que se deposita como un recubrimiento ultrafino. Todos los subproductos de la reacción se eliminan como vapores, dejando un recubrimiento puro conla composición deseada.
Demanda mundial de acristalamiento inteligente
Se espera que el tamaño del mercado global para vidrios inteligentes y ventanas inteligentes alcance los $ 6,9 mil millones para 2022, mientras que el mercado global de vidrio de baja emisividad alcanzará un estimado de $ 39,4 mil millones para 2024.
El Empire State Building de Nueva York reportó ahorros de energía de $ US2.4 millones y redujo las emisiones de carbono en 4,000 toneladas métricas después de instalar ventanas de vidrio inteligente.
Eureka Tower en Melbourne presenta un uso espectacular de vidrio inteligente en su atracción turística "Edge", un cubo de vidrio que sobresale 3 m del edificio y suspende a los visitantes 300 m sobre la ciudad. El vidrio es opaco cuando el cubo se mueve hacia afueraborde del edificio y se aclara una vez que se extiende por completo.
El primer autor Jaewon Kim, investigador de doctorado en Química Aplicada en RMIT, dijo que los siguientes pasos en la investigación fueron desarrollar precursores que se descompondrán a temperaturas más bajas, permitiendo que los recubrimientos se depositen en plásticos y se utilicen en electrónica flexible, así comoproducir prototipos más grandes aumentando la deposición.
"El revestidor por pulverización que usamos se puede controlar y programar automáticamente, por lo que fabricar paneles de prueba de concepto más grandes será relativamente simple", dijo.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad RMIT . Original escrito por Gosia Kaszubska. Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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