Tener muchas superficies de vidrio puede iluminar una habitación, pero también deja pasar demasiado calor y las miradas indiscretas de los vecinos. Un nuevo metamaterial no sólo es más transparente a la luz, sino que añade privacidad, enfría el interior de la habitación y se limpia automáticamente.
Conocido como metamaterial multifuncional microfotónico a base de polímero (PMMM), la creación del equipo toma la forma de una película delgada que se puede pegar a un panel de vidrio normal. Sus propiedades especiales se deben a la estructura microscópica de su superficie, en la que está grabado un patrón de pirámides de sólo 10 micras de ancho cada una.
Estas minipirámides dispersan el 73% de la luz que les llega, lo que le da al material ese aspecto esmerilado. Pero a pesar de eso, es sorprendente más Transparente a la luz que el vidrio normal: 95% de transmitancia en comparación con el 91% habitual de la mayoría del vidrio. El equipo dice que esto crea una iluminación más cómoda no sólo para las personas, sino también para las plantas.
«Cuando el material se utiliza en techos y paredes, permite espacios interiores luminosos pero sin reflejos y con privacidad protegida para trabajar y vivir», dijo Gan Huang, autor principal del estudio. «En los invernaderos, la alta transmitancia de luz podría aumentar los rendimientos porque se estima que la eficiencia de la fotosíntesis es un 9% mayor que en los invernaderos con techos de cristal».
El mejor truco del PMMM (juego de palabras) es su capacidad de transmitir calor directamente al espacio exterior, enfriando así una habitación. Suena a ciencia ficción, pero es un fenómeno bien estudiado llamado enfriamiento radiativo que aprovecha el hecho de que la atmósfera de la Tierra es transparente a las longitudes de onda infrarrojas. Al utilizar el universo como un colosal disipador de calor, las pruebas demostraron que el material mantenía una habitación 6 °C (10,8 °F) más fría que el aire ambiente.
Para colmo, la película es autolimpiante. La superficie llena de pequeñas pirámides mantiene una capa de aire debajo de las gotas de agua, por lo que simplemente ruedan, llevándose el polvo o la suciedad. Técnicamente, esto lo hace superhidrófobocon un ángulo de contacto de 152 grados.
«El material puede optimizar simultáneamente el uso de la luz solar en interiores, proporcionar refrigeración pasiva y reducir la dependencia del aire acondicionado», dijo Huang. «La solución es escalable y puede integrarse perfectamente en planes de construcción de edificios y desarrollo urbano respetuosos con el medio ambiente».
La investigación fue publicada en la revista. Comunicaciones de la naturaleza.