Vidrio electrocrómico que oscurece rápidamente, y viceversa

Investigadores del MIT han creado un nuevo material que puede cambiar de transparente a opaco muy rápidamente, y mantenerse así sin aplicar energía eléctrica. Este vidrio electrocrómico da una idea del futuro de las ventanas, y el ahorro que supondría en los edificios.

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Un vidrio electrocrómico de mejores prestaciones

Tendríamos ventanas con la capacidad de oscurecerse en días calurosos, y así ayudar a reducir costos en climatización. Pero esto no es ninguna novedad, el método planteado por el MIT ofrece dos ventajas importantes: rapidez de respuesta, y bajas necesidades de potencia.

Con este sistema, cuando el vidrio ha cambiado de claro a oscuro, o viceversa, ya no es necesario aplicar energía para mantener dicho estado, como ocurre con otros sistemas. Aquí solo se necesita para provocar el cambio.

Este descubrimiento se ha hecho utilizando materiales electrocrómicos, caracterizados por cambiar de color y transparencia ante una tensión aplicada. Es muy diferente a los materiales fotosensibles, esos con los que se fabrican algunas lentes de gafas, y que tienen una respuesta mucho más lenta.

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Limitaciones de los materiales electrocrómicos existentes

En este sentido, hay que aclarar que los materiales electrocrómicos existentes presentan ciertas limitaciones. Se utilizan por ejemplo en las ventanillas del avión Boeing 787, pero cuando se activan para oscurecerse, tardan minutos en completar ese efecto. Esto ocurre porque los cambios dentro del material dependen de un movimiento de electrones (corriente eléctrica). Sucede entonces que los iones positivos se mueven a través del material para restaurar el equilibrio eléctrico, y provocar el cambio de color. Los electrones fluyen con rapidez, pero no ocurre igual con los iones. Esto hace que el cambio de transparencia sea lento.

Las versiones existentes de materiales que pueden auto-oscurecer, presentan otro inconveniente. Es difícil conseguir que pasen de transparente total a opaco (completamente negro). Las ventanas del 787 cambian a un tono oscuro de verde, no son opacas.

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La solución del equipo del MIT

El equipo liderado por el químico Mircea Dincă consiguió superar esos inconvenientes utilizando materiales parecidos a esponjas. Son unas estructuras metal-orgánicas (metal-organic frameworks – MOF) que pueden producir movimientos rápidos tanto de electrones como de iones. Estos materiales ya se conocían por su capacidad para almacenar gases, pero es la primera vez que se aprovechan sus cualidades eléctricas y ópticas.

Estos científicos también consiguieron un recubrimiento que puede variar de completamente claro a casi negro. Se consiguió mezclando dos colores complementarios: rojo y verde. Este nuevo material se crea combinando dos compuestos químicos, un material orgánico, y una sal de metal.

El profesor Dincă comenta:

Es precisamente la combinación de un rápido tiempo de respuesta, y un color casi negro, lo que realmente ha conseguido entusiasmar a la gente. […] Se podría accionar un interruptor cuando el sol brilla a través de la ventana, y oscurecerla, o incluso de forma automática hacer que toda la fachada de un edificio responda de esa manera.”

Los resultados se publicaron en la revista digital Chem.

Más información sobre este vidrio electrocrómico en un artículo de MIT News.

 

Vidrio electrocrómico que oscurece rápidamente, y viceversa