La alta humedad causa incomodidad y hace que los días calurosos se sientan más insoportables. Un equipo de investigadores de la Universidad Nacional de Singapur (NUS) ha inventado un novedoso material similar a un gel que no solo deshumidifica eficazmente el aire ambiental para mejorar el confort térmico, pero también aprovecha la humedad del aire para una amplia gama de aplicaciones prácticas, como funcionar como una pantalla solar o de privacidad, tinta conductora e incluso una batería. Y todas estas propiedades interesantes son inherentes al material después de la absorción de agua, sin necesidad de alimentación externa.

El hidrogel único es una forma de óxido de zinc, un compuesto que se encuentra en los protectores solares, en un estado similar a un gel. Puede absorber más de 2,5 veces su peso en agua del entorno circundante y funciona al menos ocho veces mejor que los agentes secantes comerciales. Es adecuado para aplicaciones tanto en interiores como en exteriores, y también es barato y fácil de producir.

"Singapur, como muchos países tropicales, experimentan altos niveles de humedad relativa entre el 70 y el 80 por ciento. En un ambiente húmedo, el aire está saturado de agua y, como resultado, el sudor de nuestro cuerpo se evapora más lentamente. Esto hace que nos sintamos más calientes que la temperatura ambiente real, provocando una gran incomodidad. Nuestro novedoso hidrogel tiene como objetivo lograr un efecto de enfriamiento al eliminar la humedad del aire ambiente de manera muy eficiente, "dijo el profesor asistente Swee Ching TAN del Departamento de Ciencia e Ingeniería de Materiales de la Facultad de Ingeniería de NUS, quien dirigió la investigación.

"Este nuevo hidrogel funciona al menos ocho veces mejor que los agentes secantes existentes, como gel de sílice y cloruro de calcio, para eliminar la humedad del aire:puede absorber más agua, funciona más rápido y utiliza menos material. A diferencia de los sistemas de deshumidificación y aire acondicionado que consumen mucha energía, este hidrogel no requiere electricidad para funcionar. Se puede revestir fácilmente en las paredes, ventanas e incluso elementos decorativos (como una escultura) para realizar la función de deshumidificación, "Agregó el profesor asistente Tan.

Mejora del confort térmico

Los hidrogeles son materiales que contienen grandes cantidades de agua y se usan comúnmente en lentes de contacto. vendajes para heridas y productos para el cuidado personal. Recientemente, los hidrogeles se han utilizado para aplicaciones biomédicas, como la ingeniería de tejidos y la administración de fármacos. Sin embargo, la capacidad de los hidrogeles para absorber agua del aire circundante no ha sido bien explorada.

El nuevo hidrogel desarrollado por el equipo de ingeniería de NUS extrae moléculas de agua del aire circundante directamente, y reduce la humedad relativa en un espacio confinado del 80% al 60%, dentro de la zona de confort térmico, en menos de siete minutos.

Este material es adecuado para reducir la humedad relativa tanto en ambientes interiores como exteriores, como en salas de hospital y aulas sin aire acondicionado, así como en parques y paradas de autobús.

Aprovechamiento de la humedad para una amplia variedad de aplicaciones

El profesor asistente Tan dijo:"La humedad del aire es un recurso abundante, pero hay pocos intentos de cosecharlo y darle un buen uso. Cuando nuestro nuevo hidrogel absorbe agua, observamos que muestra una óptica interesante, Propiedades eléctricas y electroquímicas. Esto abre una amplia gama de aplicaciones útiles ".

Después de tomar agua del medio ambiente, el nuevo hidrogel se vuelve opaco y reduce la transmisión de infrarrojos en aproximadamente un 50 por ciento. Esto se traduce en una reducción de la temperatura ambiente de más de siete grados centígrados. Por eso, el hidrogel se puede utilizar como un material de ventana inteligente para bloquear el calor de la luz solar natural mientras se duplica como una pantalla de privacidad. Cuando se usa junto con acondicionadores de aire, Los propietarios de edificios o viviendas podrían disfrutar de ahorros en el costo de energía ya que el aire ambiente más frío requerirá menos electricidad para enfriarlo a la temperatura deseada.

Otra aplicación interesante del hidrogel es funcionar como tinta conductora en placas de circuito impreso que se encuentran comúnmente en dispositivos electrónicos. La naturaleza gelatinosa del material lo hace muy atractivo para la electrónica flexible. El hidrogel se puede borrar fácilmente con disolventes comunes como el vinagre, para que las placas de circuito se puedan reutilizar. Esto ayudaría a reducir los desechos electrónicos.

El equipo de investigación también descubrió que el hidrogel puede generar alrededor de 1.8 voltios de electricidad, similar a la batería AA, que es suficiente para alimentar dispositivos como un pequeño reloj digital. Como tal, el material también se puede utilizar como fuente de energía de emergencia en situaciones en las que no hay luz solar o suministro de electricidad.

Estos resultados de la investigación se han publicado en línea en la revista científica Ciencias de la energía y el medio ambiente el 24 de mayo de 2018.

El desarrollo del nuevo hidrogel cuenta con el apoyo de NUS y el Ministerio de Educación de Singapur. Siguiendo los prometedores resultados del uso del hidrogel para reducir significativamente la humedad relativa, el equipo de investigación, con el apoyo de la Oficina de Enlace de la Industria de NUS, ha recibido una financiación sustancial de la Fundación Temasek Ecosperity para probar esta nueva aplicación a mayor escala tanto en espacios interiores como exteriores.

El equipo de investigación de NUS ha presentado una patente para su invención, y los investigadores realizarán más estudios para seguir avanzando en la aplicación de las diferentes propiedades del nuevo hidrogel.