Microesferas de sílice autoensambladas para enfriar superficies sin consumo de energía

Los sistemas de refrigeración representan el 15% del consumo mundial de energía y son responsables del 10% de las emisiones de gases de efecto invernadero. Se podría decir que la cura es peor que la enfermedad, ya que los gases de efecto invernadero generan el calentamiento global, lo que requiere aún más refrigeración.

Investigadores del Instituto Catalán de Nanociencia y Nanotecnología (ICN2) han encontrado una salida a este círculo en colaboración con investigadores del Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid (ICMM-CSIC). Miembros del Grupo de Nanoestructuras Fonónicas y Fotónicas ICN2, dirigido por la Prof. Dra. ICREA Clivia M. Sotomayor Torres, y el Grupo de Cristales Fotónicos ICMM, dirigido por el Prof. Investigador del CSIC, Ceferino López Fernández, han informado sobre un nuevo material bidimensional capaz de elimine el calor, enfriando la superficie en la que se coloca sin consumo de energía ni emisiones de gases de ningún tipo. El trabajo ha sido publicado en Small, con la Dra. Juliana Jaramillo-Fernández, quien es investigadora postdoctoral de Marie Slodowska-Curie COFUND en el ICN2, como su primer autor.

El material está inspirado en el eficiente mecanismo de regulación de temperatura de la Tierra, denominado enfriamiento radiativo del cielo. Aunque la Tierra es calentada por el Sol, también emite radiación infrarroja al espacio exterior, ya que este tipo de radiación no es capturada por la atmósfera. Los granos de arena en los desiertos se encuentran entre los principales contribuyentes a este fenómeno, que mantiene estable la temperatura promedio de nuestro planeta siempre que no consideremos las actividades humanas.

El material propuesto aprovecha el mismo principio. Los investigadores han demostrado que es capaz de enfriar una oblea de silicio bajo irradiación directa de la luz solar a 14 °C, mientras que un vidrio de soda-cal ordinaria simplemente la reduce a 5 °C. El material está formado por una matriz autoensamblada de esferas de sílice de 8 µm de diámetro, como granos de arena un volumen un millón de veces más pequeño. Esta capa se comporta casi como un emisor infrarrojo ideal, proporcionando una potencia de enfriamiento radiativo de hasta 350 W / m2 para una superficie caliente, como un panel solar.