No calor escaldante do verão, qualquer pessoa que passe tempo ao ar livre — atletas, paisagistas, crianças no parque ou frequentadores da praia — pode se beneficiar de um tecido refrescante. Embora existam alguns tecidos que refletem os raios solares ou transferem o calor para longe do corpo, as opções atuais exigem fibras de boutique ou processos de fabricação complexos. Mas agora, pesquisadores relatam um revestimento durável à base de giz que resfria o ar sob o tecido tratado em até 8 graus Fahrenheit.

Evan D. Patamia, um estudante de pós-graduação da University of Massachusetts Amherst, apresentará os resultados de sua equipe na reunião de outono da American Chemical Society (ACS). ACS Fall 2024 é uma reunião híbrida que será realizada virtualmente e pessoalmente de 18 a 22 de agosto; ela apresenta cerca de 10.000 apresentações sobre uma variedade de tópicos científicos.

"Se você sair para a luz do sol, ficará cada vez mais quente porque seu corpo e suas roupas estão absorvendo luz ultravioleta (UV) e infravermelha próxima (IR próxima) do sol", diz Trisha L. Andrew, uma química e cientista de materiais que trabalha com a Patamia. "E enquanto você estiver vivo, seu corpo estará gerando calor, que também pode ser considerado luz."

Para tornar as pessoas mais confortáveis ao ar livre, os cientistas têm desenvolvido tecidos que simultaneamente desviam os raios solares e expulsam o calor natural do corpo — um processo conhecido como resfriamento radiativo. Alguns desses materiais têm partículas sintéticas refratárias à luz, como dióxido de titânio ou óxido de alumínio, incorporadas em fibras fiadas. Outros usam polímeros orgânicos , como difluoreto de polivinilideno, que requerem substâncias perfluoroalquil e polifluoroalquil, conhecidas como PFAS ou forever chemicals, em seus processos de produção para criar tecidos refletoras de luz.

Mas escalar a fabricação desses materiais para comercialização não é sustentável, de acordo com Andrew. Então, ela colocou a questão para os membros da equipe de pesquisa Patamia e Megan K. Yee, "Podemos desenvolver um revestimento têxtil que faça a mesma coisa usando materiais naturais ou ambientalmente benignos?"

Anteriormente, Andrew e colegas criaram uma técnica simples para aplicar revestimentos de polímero duráveis em tecidos chamada deposição química de vapor (CVD). O método combina síntese e deposição na mesma etapa: enxertar uma fina camada de polímero em tecidos comerciais com menos etapas e menos impacto ambiental do que outras maneiras de fixar revestimentos.

Então, inspirados pelos rebocos à base de calcário triturado usados historicamente para manter as casas frescas em lugares extremamente ensolarados, Patamia e Yee trabalharam na inovação de um processo para integrar carbonato de cálcio — o principal componente do calcário e giz — bem como sulfato de bário biocompatível no polímero aplicado por CVD. Pequenas partículas de carbonato de cálcio são boas para refletir comprimentos de onda visíveis e próximos ao infravermelho, e partículas de sulfato de bário refletem luz UV.

Tratando pequenos quadrados de tecido, os pesquisadores aplicaram uma camada de poli(2-hidroxietilacrilato) de 5 micrômetros de espessura e mergulharam repetidamente os quadrados tratados com polímero em soluções contendo íons de cálcio ou bário e soluções contendo íons de carbonato ou sulfato.

A cada mergulho, os cristais se tornam maiores e mais uniformes, e o tecido desenvolve um acabamento calcário e fosco. Patamia diz que, ao alterar o número de ciclos de mergulho, as partículas podem ser ajustadas para atingir a distribuição de tamanho ideal (entre 1 e 10 micrômetros de diâmetro) para refletir luz UV e infravermelho próximo.

Os pesquisadores testaram as habilidades de resfriamento de tecidos tratados e não tratados ao ar livre em um dia ensolarado quando a temperatura mediu mais de 90 F. Eles observaram temperaturas do ar abaixo do tecido tratado que registraram 8 F mais frio do que a temperatura ambiente no meio da tarde. A diferença foi ainda maior, um máximo de 15 F, entre o tecido tratado e o não tratado, o que aqueceu o ar abaixo da amostra.

"Vemos um verdadeiro efeito de resfriamento", diz Patamia. "O que está abaixo da amostra parece mais frio do que ficar na sombra."

Como avaliação final do revestimento de polímero mineral, Yee simulou o atrito e o impacto do sabão em pó em uma máquina de lavar. Ela descobriu que o revestimento não foi removido por fricção e o material manteve sua capacidade de resfriamento.

"Até agora, em nossos processos, fomos limitados pelo tamanho do nosso equipamento de laboratório", diz Andrew. Mas ela faz parte de uma startup que está escalando o processo CVD para rolos de tecido, que têm cerca de 5 pés de largura e 100 jardas de comprimento. Andrew explica que esse empreendimento pode fornecer uma maneira de traduzir as inovações de Patamia e Yee para a produção em escala piloto.

"O que torna nossa técnica única é que podemos fazer isso em quase qualquer tecido disponível comercialmente e transformá-lo em algo que pode manter as pessoas frescas", conclui Patamia. "Sem nenhuma entrada de energia, somos capazes de reduzir o quão quente uma pessoa se sente, o que pode ser um recurso valioso onde as pessoas estão lutando para se manter frescas em ambientes extremamente quentes."