USP cria lâmpadas mais eficientes com nanotecnologia

Após oito anos de pesquisas, cientistas do Instituto de Física de São Carlos (IFSC) da USP desenvolveram um nanomaterial que poderá ser utilizado para fabricação de lâmpadas com eficiência energética. O nanopó luminescente de aluminato de boro apresenta como principal característica o fato de emitir 90% de luz branca quanto exposto a luz ultravioleta sem incomodar o olho humano.

Isso o torna muito atraente do ponto de vista comercial. Outro aspecto importante é não levar em sua composição nenhum elemento químico terra-rara — aqueles presentes na tabela periódica e que, como o próprio nome diz, são raros e, por isso, muito caros.

“Foram essas características que levaram a geração da patente do nanopó luminescente”, informa o pesquisador Antonio Carlos Hernandes, do Grupo Crescimento de Cristais e Materiais Cerâmicos e atual diretor do IFSC.

“Os produtos atuais existentes no mercado mundial levam metais terras-raras em sua composição e apresentam uma eficiência energética de 60%. O Departamento de Energia do governo dos Estados Unidos tem como meta desenvolver, até 2025, materiais que apresentem eficiência energética de 80%”, compara.

Além da USP, o trabalho conta com a participação do pesquisador Alain Ibanez, do Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), em Grenoble, na França; Lauro Maia e Antonio Fernandes, da Universidade Federal de Goiás (UFG), e de Vinícius Guimarães, aluno de doutorado do CNRS, que defenderá tese sobre o tema no próximo dia 22 de junho. A patente é dividida entre as três instituições. “Somente após a defesa da tese vamos pensar em parcerias comerciais”, conta o professor.

O nanopó luminescente foi produzido pelo IFSC e CNRS a partir de uma mistura de ácidos cítrico e bórico, além de outros compostos como etilenoglicol. Após um processo de mistura desses elementos, forma-se uma espécie de resina, de aspecto gelatinoso.

A mistura é queimada em um forno com atmosfera controlada dos níveis de oxigênio e nitrogênio. O resultado é um nanopó que ao ser exposto a luz ultravioleta emite 90% de luz branca.

A luz que o nanopó luminescente emite apresenta um comprimento de onda que fica entre 400 e 700 nanômetros na escala do espectro eletromagnético. A faixa de 550 é a mais próxima da luz solar. A luz ultravioleta fica na faixa anterior aos 400 nanômetros. “Aquela luz muito utilizada em faróis de carros, e que incomoda muito o olho humano, está na faixa dos 400 nanômetros”, explica o docente.

Aplicação prática

Um dos modos de utilização seria colocar o nano pó luminescente em uma resina e fazer uma luz ultravioleta (como a de um LED) incidir sobre o nanomaterial. Este, então, emitiria a luz branca mais quente.

De acordo com o professor Hernandes, é comum encontrar na literatura trabalhos que buscam por materiais que emitam luz branca próxima a luz solar. O fato de usarem elementos terras-raras fez o grupo ir em busca de composições químicas que pudessem substituir estes elementos.

No início, eles conseguiam apenas 40% de eficiência energética. Com o tempo, foram descobrindo que a pureza dos elementos utilizados influenciava diretamente esses resultados. “Tínhamos 40% de eficiência energética quando os elementos apresentavam pureza entre 98 e 99%. Ao utilizarmos materiais com pureza entre 99,5% e 99,999%, atingimos o índice de 90% de eficiência energética”, finaliza Hernandes.

Fonte: Portal Exame

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