Cientistas criaram um filme protetor contra raios ultravioleta à base de cebola roxa. Ele tem potencial para substituir atualmente os materiais utilizados em células solares, que são geralmente derivados de petróleo e propensos à degradação induzida pelos raios.
A equipe responsável pela pesquisa, da Universidade de Turku, na Finlândia, está em busca de alternativas sustentáveis, por isso decidiu investigar o uso de nanocelulose, um biopolímero em nanoescala, como substituto para os filtros atualmente usados. O estudo então comparou a eficácia por longos períodos de diferentes filtros UV a base de vegetais.
Nos testes, publicados na ACS Applied Optical Materials, o grupo demonstrou que filmes de nanocelulose infundidos com extrato de casca de cebola roxa apresentaram propriedades superiores de bloqueio de UV. Esse material teve a taxa de 99,9% de absorção em até 400 nanômetros, superando os outros compostos testados.
Dentre as alternativas, estavam filmes protetivos tratados com lignina e íons de ferro. Cada uma dessas substâncias já havia demonstrado propriedades bloqueadoras de raios UV em estudos anteriores.
Filtro solar passou por testes intensos
Um dos principais desafios no desenvolvimento de filtros para células solares é balancear a proteção com a transparência. A radiação ultravioleta, abaixo de 400 nm, degrada os equipamentos, mas a transmissão da luz visível e parte da infravermelha, entre 700 e 1200, é importante para que as células transformem essa radiação em eletricidade.
O filtro de cebola roxa apresenta mais de 80% de transparência na faixa luminosa entre 650 e 1100 nanômetros, além de ter mantido sua estrutura e desempenho durante testes prolongados do experimento. Isso fez dele uma opção altamente viável para aplicações fotovoltaicas.
Para compreender a resistência dos materiais selecionados, a equipe submeteu os filtros a testes de envelhecimento acelerado. Eles utilizaram luz artificial por 1000 horas, simulando aproximadamente um ano de exposição solar no clima da Europa Central.
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“O estudo enfatizou a importância de testes de longo prazo para filtros UV, pois a proteção UV e a transmitância de luz de outros filtros de base biológica mudaram significativamente ao longo do tempo. Por exemplo, os filmes tratados com íons de ferro tiveram boa transmitância inicial, que reduziu após o envelhecimento”, explicou o pesquisador Rustem Nizamov da Universidade de Turku.
Além disso, os filmes de filtragem desenvolvidos foram testados em células solares sensibilizadas por corantes, o que faz delas vulneráveis à deterioração induzida por UV. A equipe prevê que suas descobertas serão amplamente úteis para outras tecnologias fotovoltaicas.
Os pesquisadores pretendem seguir com o desenvolvimento do projeto e utilizar as células solares com materiais biodegradáveis para gerar energia limpa. Eles preveem aplicações em sensores e diversos outros dispositivos.
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