Geladeiras e aparelhos de ar-condicionado são caros e consomem grandes quantidades de energia porque seu funcionamento se baseia no uso de compressores elétricos para bombear um gás por uma série de tubos. A alteração na densidade do gás que ocorre quando sua pressão se altera é o que faz o processo de resfriamento funcionar.

Geladeiras de estado sólido

Mas o Dr. Qiming Zhang e seus colegas da Universidade da Pensilvânia, nos Estados Unidos, estão dando os primeiros passos no estudo de um novo material que poderá resultar em geladeiras e aparelhos de ar-condicionado de estado sólido.

"Este é o primeiro passo no desenvolvimento de uma unidade de refrigeração de campo elétrico," diz Zhang. "Para o futuro, nós vislumbramos uma geladeira na forma de um painel plano. Sem mais serpentinas, sem compressores, apenas polímeros sólidos com os trocadores de calor apropriados."

Polímeros ferroelétricos

O material é um polímero ferroelétrico que está se mostrando mais promissor do que os materiais utilizados na fabricação das placas Peltier, utilizadas há décadas na fabricação de sistemas de refrigeração, mas que nunca tiveram grande penetração do mercado por serem muito ineficientes.

O enfoque adotado por Zhang utiliza uma alteração na cristalização de alguns polímeros polares quando são submetidos a um campo elétrico. O efeito ocorre a temperatura ambiente e inclui diversos polímeros incluindo o poli(vinilideno fluoreto-trifluoroetileno) e poli(vinilideno fluoreto-trifluoroetileno)-clorofluoroetileno.

Efeito termoelétrico em polímeros polares

Os polímeros polares que apresentam o efeito termoelétrico possuem uma rede atômica naturalmente desordenada. Quando são submetidos a uma tensão elétrica suas moléculas tornam-se altamente ordenadas, um movimento que faz com que o material libere calor e se torne mais frio. Se a eletricidade é desligada, sua organização molecular retorna ao formato original e o material absorve calor.

Roupas de bombeiros e atletas

Antes de serem capazes de substituir os refrigeradores tradicionais, os novos polímeros termoelétricos poderão ter várias aplicações graças à sua flexibilidade, que permite que eles sejam utilizados para a fabricação de peças em qualquer formato e espessura.

Os pesquisadores afirmam que será possível a construção de roupas dotadas de capacidade de resfriamento para bombeiros e atletas, assim como no resfriamento de circuitos eletrônicos, onde pequenas porções dos polímeros poderão ser distribuídas ao longo das placas de circuito impresso, dissipando o calor de forma mais homogênea.

Bibliografia

Large Electrocaloric Effect in Ferroelectric Polymers Near Room Temperature
Bret Neese, Baojin Chu, Sheng-Guo Lu, Yong Wang, E. Furman, Q. M. Zhang
Science
8 August 2008
Vol.: 321, Issue 5890 pp 821-823
DOI: 10.1126/science.1159655

(Inovação Tecnológica, 21/08/2008)