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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