Hidrogéis Termocrômicos com Comportamento de Transição Ajustável para Janelas Inteligentes

Com o rápido desenvolvimento econômico e a urbanização acelerada, cada vez mais arranha-céus feitos inteiramente de concreto e vidro estão sendo construídos. Para manter um ambiente interno confortável, uma quantidade massiva de energia para aparelhos de ar condicionado ou aquecimento é consumida. Uma enorme quantidade de calor (>30%) é ganha ou liberada através das janelas de vidro. O uso de janelas inteligentes com a capacidade de modular a luz é uma maneira eficaz de reduzir o consumo de energia dos edifícios. O hidrogel termocrômico é um dos materiais potenciais para janelas inteligentes devido à sua excelente resposta térmica, alta eficiência de bloqueio da radiação, custo-benefício, biocompatibilidade e boa uniformidade. Neste trabalho, hidrogéis de acrilato de polihidroxipropila (PHPA) com temperatura de solução crítica inferior (LCST) controlável foram preparados por fotopolimerização. A temperatura de transição e a taxa de transição em condições de "transição estática" foram investigadas. Ao contrário das condições "estáticas", nas quais a temperatura de transição não era afetada pela temperatura inicial e final e pela taxa de aquecimento/resfriamento, a temperatura de transição variou com a taxa de mudança de temperatura em condições dinâmicas. A temperatura de transição "dinâmica" do hidrogel PHPA aumentou gradualmente com o aumento da taxa de aquecimento. Isso foi resultado do movimento das cadeias moleculares ficando para trás em relação à mudança de temperatura quando a mudança de temperatura era rápida demais. Os resultados do experimento de irradiação solar ao encher hidrogéis PHPA em janelas de vidros duplos mostraram que a temperatura interna era cerca de 15 °C mais baixa do que a das janelas comuns de vidro, indicando que pode reduzir significativamente o consumo de energia do ar condicionado. Além disso, uma ampla faixa de temperaturas de transição ajustáveis e uma resposta óptica rápida tornam os hidrogéis PHPA potencialmente aplicáveis a janelas inteligentes.