În lumea noastră modernă, frigiderele și aparatele de aer condiționat au devenit indispensabile în viața de zi cu zi. Aceste aparate funcționează pe baza unui principiu simplu: un agent frigorific circulă prin sistem, absorbind căldura prin evaporare și eliberând-o la condensare. Dar știați că multe dintre aceste substanțe sunt dăunătoare pentru mediul înconjurător?
Freonii și hidrofluorocarburile utilizate în mod obișnuit au un puternic efect de seră și sunt periculoase pentru stratul de ozon. Orice scurgere dintr-un frigider contribuie la deteriorarea mediului. Dar acum, o echipă de chimiști și specialiști în știința materialelor din Australia a venit cu o soluție ingenioasă la această problemă.
Un nou tip de cristal cu proprietăți uimitoare
Condusă de profesoara Jenny Pringle de la Universitatea Deakin, echipa a creat o alternativă ecologică la agenții frigorifici tradiționali. Aceasta ia forma unor cristale plastice ionice cu un așa-numit efect barocaloric. Dezvoltarea lor revoluționară a fost descrisă recent în prestigioasa revistă Science.
Sub o presiune suficient de mare, aceste cristale pot suferi o transformare fascinantă:
- Moleculele lor trec de la o orientare aleatorie la una perfect aliniată, formând o rețea ordonată
- Când presiunea este eliberată, ordinea se transformă din nou în dezordine haotică
- În acest proces, se absoarbe energie termică din mediul înconjurător
Cu alte cuvinte, cristalele „respiră” căldură atunci când structura lor internă se modifică sub presiune. Acest lucru le face candidați ideali pentru aplicații de refrigerare.
De la laborator la utilizarea practică
Desigur, cristalele barocaloric în sine nu sunt ceva complet nou – ele au fost studiate de ceva timp. Dar majoritatea materialelor cu aceste proprietăți funcționează doar la temperaturi moderate, ceea ce limitează utilizarea lor practică. Inovația cheie a echipei prof. Pringle a fost să creeze cristale care funcționează optim între -37°C și +10°C – exact intervalul necesar pentru frigidere și congelatoare casnice.
Totuși, drumul de la laborator la rafturile magazinelor nu este ușor. Pentru a asigura o răcire eficientă, noile cristale necesită presiuni extrem de ridicate, de sute de ori mai mari decât presiunea atmosferică normală.
Prof. Bing Li de la Institutul de Cercetare a Metalelor al Academiei Chineze de Științe subliniază și o altă provocare: uzura în timp. Cu fiecare ciclu de utilizare, rețeaua cristalină devine tot mai tensionată și absoarbe tot mai puțină căldură.
Un viitor promițător
Dar cercetătorii rămân optimiști. Ei cred că, odată rafinată, tehnologia ar putea fi implementată în „viitorul apropiat”. Materialele similare cu cele dezvoltate de australieni au potențialul de a „decarboniza aproape complet această industrie imensă [de răcire]”, după cum afirmă David Boldrin de la Universitatea Glasgow. Ramane doar sa depaseasca obstacolul presiunii foarte ridicate necesare.
Deci, data viitoare când vă deschideți frigiderul, amintiți-vă că știința ne oferă constant soluții inovatoare la problemele cu care ne confruntăm. Cu inovatori ca Jenny Pringle în frunte, ne putem aștepta la un viitor în care tehnologia merge mână în mână cu sustenabilitatea. Rămâne doar să transformăm aceste descoperiri promițătoare în realitate.
Distribuie acest articol pentru a face cunoscute aceste evoluții fascinante din lumea științei materialelor!
Sursa imaginii: Unsplash
