Engenheiros do Instituto Avançado de Ciência e Tecnologia da Coreia (KAIST) apresentaram, em 28 de novembro de 2025, um material flexível capaz de resfriar ambientes no verão e aquecer no inverno sem recorrer a eletricidade. Batizado de Termostato Radiativo Latente, o compósito foi inspirado na capacidade do álamo (Populus alba) de ajustar a própria temperatura ao enrolar as folhas durante o dia e liberar calor à noite por meio da condensação de umidade. O resultado é um dispositivo de gerenciamento térmico que se adapta automaticamente às condições externas de temperatura, umidade e incidência solar.
O projeto, liderado pelo professor Young Min Song, explorou o conceito de refrigeração passiva, também chamado de resfriamento radiativo, que busca controlar fluxos de calor sem fontes externas de energia. As plantas já realizam esse processo ao combinar estratégias de reflexão de luz, troca radiativa e variação no conteúdo hídrico das células. Replicar esse comportamento em materiais artificiais, porém, exige integrar múltiplas respostas físicas em uma mesma estrutura, algo alcançado pela equipe coreana ao combinar hidrogel, íons de lítio e um polímero sensível à temperatura.
Composição do dispositivo
O coração da folha artificial é um hidrogel de poliacrilamida (PAAm) incorporado com íons de lítio (Li+) e hidroxipropilcelulose (HPC). Cada componente cumpre uma função específica. Os íons de lítio absorvem água do ambiente, promovem condensação e liberam calor latente em condições frias ou úmidas. Já a HPC sofre uma transição de fase: em baixas temperaturas mantém-se transparente, mas, quando o termômetro sobe, as moléculas se agrupam, tornando o material opaco e refletindo parte da radiação solar. Essa mudança de estado permite alternar entre a transmissão e a reflexão de luz, atuando como um interruptor térmico que entra em ação sem eletrônica de controle.
Graças à interação desses componentes, o sistema opera em quatro modos distintos. Em noites frias, abaixo do ponto de orvalho, a superfície absorve umidade, condensa a água e libera calor, elevando a temperatura interna. Em dias frios com pouca luz, o material continua transparente, deixando a radiação solar atravessar e aquecendo o substrato, enquanto a umidade capturada reforça o ganho térmico. Sob clima quente e seco, a água presente no hidrogel evapora e produz resfriamento evaporativo intenso. Por fim, em cenários de altas temperaturas e forte insolação, a HPC opacifica, reflete a luz visível e trabalha em conjunto com o resfriamento evaporativo para reduzir a temperatura.
Desempenho em testes externos
Para validar o conceito, os pesquisadores instalaram amostras do Termostato Radiativo Latente ao ar livre e monitoraram a variação de temperatura ao longo das estações. Durante o verão, a superfície equipada com o novo material permaneceu até 3,7 °C mais fria do que substratos convencionais de resfriamento passivo, mesmo sob radiação direta. No inverno, em contrapartida, o compósito manteve-se até 3,5 °C mais quente do que as mesmas referências, demonstrando capacidade bidirecional de controle térmico sem qualquer entrada de energia auxiliar.
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Além dos ensaios de campo, a equipe realizou simulações baseadas em sete zonas climáticas definidas pela ASHRAE, padrão amplamente usado em projetos de edificações. Os cálculos indicaram que, ao ser empregado como revestimento de telhados, o material poderia economizar até 153 MJ por metro quadrado ao longo de um ano, em comparação com tintas ou coberturas atualmente disponíveis. Essa economia potencial decorre da redução simultânea da carga de resfriamento no verão e da demanda de aquecimento no inverno, diminuindo o consumo total de sistemas HVAC.
Aplicações e próximos passos
Por ser flexível, o hidrogel composto pode adaptar-se a superfícies curvas ou irregulares, características desejáveis para fachadas, telhados e até dispositivos portáteis. A natureza passiva do mecanismo elimina a necessidade de painéis solares, baterias ou circuitos eletrônicos, simplificando a instalação e reduzindo custos de manutenção. Segundo os pesquisadores, futuras etapas incluem aumentar a durabilidade do material em exposições prolongadas à radiação ultravioleta, otimizar a resistência mecânica e investigar métodos de produção em larga escala que mantenham as propriedades termorreguladoras.
O desenvolvimento reforça a tendência de soluções bioinspiradas para eficiência energética em edificações. Ao mimetizar a resposta dinâmica de uma folha de álamo, o Termostato Radiativo Latente oferece um caminho para reduzir emissões associadas ao aquecimento e resfriamento de interiores, sem recorrer a fontes convencionais de energia elétrica. Se adotado comercialmente, o conceito pode complementar outras estratégias de design passivo, contribuindo para edifícios mais sustentáveis em diferentes zonas climáticas.