Tecnologia Científica

Besouro que pode sobreviver em áreas vulcânicas inspira novos materiais de refrigeração
Os besouros longicorn, também conhecidos como besouros longhorn, se destacam por causa de suas longas antenas, às vezes três vezes o comprimento do resto de seus corpos. Existem mais de 26.000 espécies de besouros longicorn.
Por Nat Levy - 20/06/2020



Um tipo de besouro capaz de regular sua temperatura corporal em alguns dos lugares mais quentes da Terra é a peça central de uma nova pesquisa com importantes implicações em potencial para resfriar tudo, de prédios a dispositivos eletrônicos, de maneira ecológica.

Pesquisadores da Escola de Engenharia Cockrell da Universidade do Texas em Austin, com equipes da Universidade Shanghai Jiao Tong na China e do Instituto Real de Tecnologia KTH na Suécia, descobriram novas informações sobre uma espécie de besouro longicorn que pode esfriar seu corpo o suficiente para sobreviver em áreas vulcânicas no sudeste da Ásia. Eles usaram essas informações para criar um filme fotônico baseado na estrutura das asas do besouro usando materiais comuns e flexíveis que são mecanicamente fortes e podem ser fabricados em larga escala. O filme esfria passivamente, o que significa que não consome energia como os sistemas que usamos para manter a temperatura baixa em nossos carros e edifícios.

"Muito tempo, imitar a biologia não funciona em uma escala maior por causa dos altos custos e dos rigorosos requisitos de fabricação",

 Zheng

Os resultados foram publicados hoje na revista Proceedings da National Academy of Sciences .

"Em qualquer lugar que precise de refrigeração, isso pode ajudar", disse Yuebing Zheng, professor associado do Departamento de Engenharia Mecânica Walker. "Geladeiras, condicionadores de ar e outros métodos consomem grandes quantidades de energia, mas isso é o resfriamento por si só."

A equipe descobriu que seu filme reduzia a temperatura dos itens sob luz solar direta em até 5,1 graus Celsius, mais de 9 graus Fahrenheit.

O filme, que funcionaria como um revestimento em cima de objetos, poderia ter uma grande variedade de usos. Pode ser colocado em cima de janelas de escritórios e prédios de apartamentos para refletir a luz do sol e manter as contas de energia baixas. Poderia proteger os painéis solares de serem degradados pela exposição constante à luz solar. Poderia ser enrolado em carros para mantê-los frescos enquanto estacionados. E poderia ser um ingrediente-chave em novos tecidos para refrigeração, vestíveis e eletrônicos pessoais.

A Administração de Informações sobre Energia dos EUA projeta um salto significativo no consumo de ar-condicionado até 2050 - um crescimento de 59% no setor residencial e um aumento de 17% no uso comercial. À medida que aumenta a necessidade de mais resfriamento, aumenta também a necessidade de uma nova solução que não consuma grandes quantidades de energia ou sobrecarregue o meio ambiente .

As proezas de resfriamento do besouro eram conhecidas anteriormente, mas o que o tornou tão eficaz na regulação de sua temperatura permaneceu um mistério. A equipe constatou que os "cotões" triangulares em suas asas desempenham um papel importante, refletindo a luz do sol e ajudando a eliminar o calor interno do corpo ao mesmo tempo.

Os besouros longicorn, também conhecidos como besouros longhorn, se destacam por causa de suas longas antenas, às vezes três vezes o comprimento do resto de seus corpos. Existem mais de 26.000 espécies de besouros longicorn.

4d-Foto do filme Bio-RC fabricado em um rolo de 30 cm de largura.
Foto do filme Bio-RC fabricado. Crédito: Universidade do Texas em Austin.

Esta pesquisa se concentra em uma espécie específica do besouro, Neocerambyx Gigas . Pode sobreviver em climas quentes escaldantes perto de vulcões ativos na Tailândia e na Indonésia, onde as temperaturas do verão costumam atingir 40 graus Celsius (105 graus Fahrenheit) e o solo aquece até 70 C (158 F). Quando fica quente, os besouros permanecem imóveis e param de procurar comida para evitar o excesso de calor causado pelo movimento.

O filme que a equipe criou é feito de PDMS , um polímero flexível e amplamente utilizado, além de algumas partículas de cerâmica de alto rendimento. Por causa dos materiais comuns utilizados e do processo simples de fabricação do filme, conhecido como micro-carimbo, Zheng acredita que o projeto terá sucesso onde outras pesquisas que tentam replicar efeitos biológicos falharem.

"Muito tempo, imitar a biologia não funciona em uma escala maior por causa dos altos custos e dos rigorosos requisitos de fabricação", disse Zheng.

No futuro, a equipe de pesquisa está trabalhando para otimizar ainda mais o processo de fabricação da produção em larga escala. Eles também buscarão oportunidades de comercialização em várias áreas, incluindo edifícios com eficiência energética, sistemas de refrigeração de água, tecidos térmicos, dispositivos de captação de água do orvalho do deserto e sistemas de refrigeração suplementares para usinas de energia.

 

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