Portugués 
Inglés 
Español 
5 min de lectura 
0 comentarios 
En la Universidad de Turku, en Finlandia, un investigador de doctorado se inspiró en la clorofila y usó moléculas de porfirina para crear películas que cambian de color y almacenan electricidad. La promesa son ventanas inteligentes capaces de almacenar energía solar y oscurecerse solas, pero la tecnología aún está en el laboratorio.
La naturaleza resolvió hace millones de años un problema que la ingeniería persigue desde hace décadas, y ahora la ciencia ha intentado copiar el truco. Un investigador de doctorado de la Universidad de Turku, en Finlandia, desarrolló materiales inspirados en la clorofila que pueden, en el futuro, dar origen a ventanas inteligentes capaces de almacenar energía solar y oscurecerse solas.
El secreto está en las porfirinas, las mismas moléculas que ayudan a la clorofila a captar la luz del sol en las plantas. A partir de ellas, el investigador Sachin Kochrekar creó películas que cambian de color y, al mismo tiempo, almacenan energía. El resultado es prometedor, pero aún está en el laboratorio: falta mucha ingeniería hasta convertirse en producto.
Cómo la clorofila inspiró las películas de porfirina
El trabajo se concentró en las porfirinas, moléculas naturales presentes en sistemas biológicos como la clorofila, de las plantas, y la hemoglobina, de la sangre.
-
Astrónomos detectaron señales de radio que se repiten en un patrón misterioso provenientes de un punto distante del espacio y aún no saben explicar.
-
Avión arroja 700 mil semillas de palmera sobre el Litoral de Paraná en operación aérea de restauración que transforma el lanzamiento en lluvia verde y apunta precisamente a los puntos donde criminales saquearon la Mata Atlántica extrayendo ilegalmente el palmito.
-
La NASA necesitó bombear cerca de 151 millones de litros de agua en tres días para bajar a su nivel más bajo desde los años 1960 un gigantesco reservorio del Stennis Space Center, en Mississippi, y así reemplazar una bomba del sistema que protege las bancadas de prueba de motores de cohetes.
-
Algas que invaden playas se convierten en invención premiada en manos de joven de 17 años: puertorriqueña crea biotejido biodegradable para sustituir plástico en sandalias y productos de turismo mientras la isla enfrenta millones de toneladas de sargazo
Son conocidas por transferir electrones y cambiar de estado químico bajo condiciones controladas, justamente lo que las hace interesantes para la ciencia de materiales.
Como explica Kochrekar, es gracias a la estructura de porfirina en la clorofila que la planta consigue recuperar la energía de la luz solar mediante la fotosíntesis.
Fue este comportamiento el que inspiró las películas poliméricas. Combinan, en un único material, dos funciones que suelen estar separadas: el comportamiento electrocrómico, que cambia de color cuando recibe electricidad, y el almacenamiento de energía, que captura y libera carga eléctrica.
La investigación fue realizada en el grupo de Química de Materiales de la profesora Carita Kvarnström, en la Universidad de Turku, que estudia materiales que cambian de color desde hace aproximadamente una década.
Películas que cambian de color y almacenan energía al mismo tiempo
Para lograrlo, el estudio utilizó dos rutas de síntesis. En una, las porfirinas se combinaron con un compuesto eléctricamente conductor; en la otra, se conectaron por moléculas-puente, formando una membrana polimérica sin necesidad de materiales iniciales especialmente modificados.
Ambos caminos generaron películas con propiedades electrocrómicas y de almacenamiento combinadas, con rendimiento que variaba según el método.
El metal en el centro de la molécula también hizo diferencia. La película con níquel alternaba de forma reversible entre tres colores, negro, naranja y verde, mientras que las versiones con zinc y sin metal cambiaban entre solo dos estados.
Los cambios de color ocurrían rápidamente, en general en dos segundos, con fuerte contraste, y las películas mantenían la coloración incluso después de apagada la electricidad, un efecto de memoria que puede reducir el consumo de energía en aplicaciones reales.
Energía solar y ventanas inteligentes: la apuesta para el futuro
Los materiales fueron evaluados como supercapacitores electrocrómicos usando un electrolito a base de agua, considerado más seguro y ecológico que muchas alternativas convencionales.
Las películas mostraron capacidad real de almacenamiento y mantuvieron el rendimiento a lo largo de miles de ciclos de carga y descarga.
Según la Universidad de Turku, es el primer estudio en usar estas películas poliméricas de porfirina como supercapacitores electrocrómicos en un medio acuoso.
La aplicación más emocionante está en las ventanas inteligentes. La idea es que un vidrio de estos pueda oscurecerse solo bajo luz solar intensa y, al mismo tiempo, almacenar la energía solar captada a lo largo del día.
En la práctica, esto reduciría la necesidad de aire acondicionado y el gasto de energía solar y eléctrica de un edificio, uniendo confort térmico y generación de energía en una única superficie.
Bajo costo, pero aún lejos de las casas
Un punto a favor es el costo. Según Kochrekar, los materiales tienen bajo costo de producción, son fáciles de controlar y bastante adaptables, pudiendo ser integrados a sustratos flexibles y elásticos.
Por eso, además de las ventanas inteligentes, la tecnología podría llegar a sensores, electrónica flexible, ropa inteligente y otras soluciones de energía solar, sin contar usos como espejos antirreflejo y techos solares de vehículos.
Aun así, vale la pena ser cauteloso. La investigación sigue en la fase de desarrollo de materiales, y mucho trabajo de ingeniería será necesario antes de que llegue a edificios comerciales o a productos de consumo.
En otras palabras, las ventanas inteligentes que copian la clorofila para almacenar energía solar son, por ahora, una prueba de concepto prometedora salida de la Universidad de Turku, y no algo que vayas a instalar en casa mañana.
Una ventana que imita la clorofila para oscurecerse sola y además almacenar energía solar parece el tipo de idea capaz de cambiar la forma en que construimos nuestras casas.
Cuéntanos en los comentarios si instalarías ventanas inteligentes así y cuánto crees que valdría la pena pagar por ellas.
¡Sé la primera persona en reaccionar!