El nuevo aerogel alcanza una reflectividad solar del 104% y potencia el enfriamiento súper radiativo (eng)

El material tiene una reflectividad del 104% en la región visible, que se obtiene por el efecto de fotoluminiscencia. Recientemente, un equipo la Universidad de Sichuan ha ideado un aerogel compuesto de gelatina y ADN que supera el 100 por ciento de la reflectancia solar. Además, una declaración oficial de la Asociación Estadounidense para el Avance de la Ciencia señaló que el aerogel es biodegradable y proporciona un enfriamiento radiativo excepcional. https://doi.org/10.1126/science.adn5694 https://doi.org/10.1126/science.adq5190

[#19 Catacroc]

#13 No intentaba explicar el enfriamiento, solo ese porcentaje extraño. La fotoluminscencia puede darse tanto por luz visible como por ondas de luz ultravioleta, aqui lo explican bien https://es.m.wikipedia.org/wiki/Fotoluminiscencia

[#52 Acido]

#13

La fluorescencia es un tipo de fotoluminiscencia.
En este caso (fluorescencia) la emisión de luz visible se detiene si deja de recibir luz, como puede ser la ultravioleta (UV).
Ej: billetes de euro, al iluminarlos con UV, a veces llamada "luz negra" (invisible), se iluminan algunas partes del billete (si no es falso, claro) viendo una luz azul claro (casi blanco) pero cuando se apaga el foco UV deja de brillar.

Probablemente el material del meneo sea de ese tipo, pero como digo luego, no es el único tipo de fotoluminiscencia. El material del meneo se dice que produce luz visible al recibir rayos ultravioleta.

Nota: creo las llamadas "lámparas fluorescentes" no emiten luz visible al recibir UV sino por por otros procesos, creo que con electrones y si es así no sería "fotoluminiscencia", sino "electroluminiscencia".

Otro tipo de fotoluminiscencia es la fosforescencia. También consiste en emitir luz visible y también se activa con luz, pero la diferencia es que cuando apagas la luz sigue emitiendo.
Los casos que he visto de esto suele ser una pintura blanca que cuando le das luz un rato es "como si cargara de luz" y aunque apagues la luz original sigue brillando en la oscuridad... típicamente una luz verde claro amarillenta casi blanca.
Ejemplo:
Los relojes de pulsera analógicos suelen tener manecillas fosforescentes. Así, cuando estás por ejemplo en el cine con la luz apagada si miras tu reloj de pulsera puedes ver la hora sin que el reloj emita una luz potente que moleste a otros que están en el cine. Además, este proceso no gasta electricidad. También puedes mirar la hora en la cama cuando has apagado las luces.

Sin embargo, los rotuladores llamados "fosforito", como los marcadores STABILO BOSS usados para marcar ("subrayar") textos, no son de este tipo. Pintas en un papel con estos y si está oscuro no ves lo que has escrito... No emiten luz visible. También existe ropa "fosforito" como la usada en los chalecos que hay que ponerse en caso de accidente de tráfico. Creo que la llaman así porque el color "fosforito" típico, el amarillo verdoso, se parece a la luz emitida al excitar el fósforo.
Si os acordáis de los antiguos televisores y monitores de ordenador, con tubo de rayos catódicos, había algunos monitores que eran "de fósforo verde" 💚 . Los rayos catódicos no eran otra cosa que haces de electrones cuyo movimiento era dirigido por electroimanes y así se controlaba el pixel que se iluminaba. En la pantalla había una capa de fósforo que al recibir electrones emitía luz verdosa (verde claro amarillento). Así funcionan los osciloscopios también. Eso de emitir luz visible al recibir electrones sería electroluminiscencia.

Cc: #19

[#66 Acido]

#42 Como dijo #54 a #32
cuando un material absorbe luz y emite otra luz, es decir, fotoluminiscencia,
la frecuencia emitida es menor...

Ej: absorbe UV y emite luz visible como la fluorescencia de un billete
O como la fosforescencia de las manecillas de un reloj.

¿Por qué? Es una cuestión de la conservación de la energía... Los fotones de mayor frecuencia tienen más energía. No puede emitir más energía de la que absorbe... La diferencia de energía entre el fotón recibido (absorbido) y el emitido iría a un aumento de la energía de un electrón que sube de nivel. ¿Y no puede bajar? Si un material tiene electrones estables en nivel N al absorber siempre sube, aumenta energía, N+a ... y si el nivel N+a es inestable vuelve a bajar emitiendo, pero raro sería que bajase por debajo de N siendo que N es estable.

Eso es lo habitual, claro, casi siempre es así, no sé si podría sacar energía de algún de algún lado. Una excepción podría ser un material radiactivo... que quizá al absorber un fotón muy energético, rayos gamma, no sé si podría provocar transformación de masa en fotones muy energéticos (¿otros rayos gamma de mayor frecuencia?). En todo caso, dudo que absorbiendo IR pueda producir luz visible o luz UV. ¿Y tomar energía de una reacción química? No sé si será posible, pero en todo caso sería muy raro, poco habitual.


En cuanto a la fluorescencia:

"El fenomeno es bastante cotidiano: Tubos fluorescentes, "

Como dije en #52 aunque se llaman "tubos fluorescentes" creo que en la mayoría no se produce "fluorescencia", es decir, no se absorbe luz UV ni otra, sino que es electroluminiscencia, son electrones... como los que impactan en una pantalla de fósforo verde con tubo de rayos catódicos.

" los subrayadores fosforitos, la ropa de runner,"

Aunque antes dije que eso no era ni siquiera luminiscencia, ni electroluminiscencia ni fotoluminiscencia... ahora tengo duda, podría ser fluorescencia de luz visible (o UV) a una luz de menor frecuencia.

En todo caso no es fosforescencia aunque se los llame "fosforitos"... porque cuando apagas la luz no siguen emitiendo luz propia... Los letreros de salida de emergencia sí emiten luz sin necesidad de batería o corriente de la red eléctrica.

Es posible que solo coincida que el color que muestran es similar a los colores que emite la pantalla de fósforo verde (y los colores que se ven en fluorescencia) y que por eso se los llamase así. Aunque ese brillo especial supongo que sí se debe al fenómeno de fluorescencia.

Cc: #47

[#2 diablos_maiq]

Refleja más luz que la que recibe ¿y sin grafeno?
Algo falla en esta noticia.

[#4 pilarina]

#2 #3 creo que en esta frase está la solución El material tiene una reflectividad del 104% en la región visible, que se obtiene por el efecto de fotoluminiscencia

[#12 diablos_maiq]

#4 fotoluminiscencia != reflectividad

[#46 listillo]

#4 Qué? reflectancia, transmitancia absorbancia... Del flujo luminoso, la parte del flujo radiante visible... No tiene sentido para mí.

[#10 Catacroc]

#3 #2 por el fenomeno de fotoluminiscencia. Fijaos que dice "del espectro visible". Posiblemente parte del espectro ultravioleta lo convertira en luz visible, por lo que a efectos devuelve mas luz visible de la que recibe.

[#13 diablos_maiq]

#10 lo que tu dices sería fluorescencia y no explica cómo mejora el enfriamiento

[#23 lestat]

#10 El calor es radiación. Si refleja toda la luz y además algo más debe ser parte de su calor interno porque todo lo que no está al cero absoluto ya emite radiación en forma de calor.

Si bajo la luz solar va perdiendo temperatura interna es enfriamiento.

[#27 borre]

#8 #3 #10

La fotoluminescencia es un proceso en el que un material absorbe fotones (luz) y luego emite fotones. Esta emisión de luz puede ser utilizada para diversos propósitos, incluyendo el estudio de propiedades electrónicas y estructurales de materiales.

En términos de eficiencia, la fotoluminescencia puede ser muy alta, pero en general, no se puede obtener una eficiencia del 104% en un sentido estricto de conservación de energía. Esto se debe a que la eficiencia cuántica, que es la relación entre el número de fotones emitidos y el número de fotones absorbidos, está limitada teóricamente al 100%. Es decir, cada fotón absorbido puede resultar en la emisión de, como máximo, un fotón.

Sin embargo, hay algunos contextos específicos en los que se podría mencionar un "rendimiento aparente" que supere el 100%, pero esto suele ser más una cuestión de interpretación que una verdadera superación de los límites físicos. Aquí hay algunas situaciones que pueden dar lugar a tales interpretaciones:

Conversión Descendente (Down-Conversion): En ciertos materiales, un fotón de alta energía puede excitar el material y causar la emisión de dos o más fotones de menor energía. Aunque la cantidad de energía emitida no supera la energía absorbida, el número de fotones emitidos puede ser mayor que el número de fotones absorbidos, lo que podría interpretarse como una "eficiencia" mayor del 100%.

Ganancia Cuántica en Detectores: Algunos detectores de fotones pueden mostrar una ganancia cuántica, donde un fotón incidente causa la emisión de múltiples electrones o fotones secundarios dentro del detector, dando la impresión de una eficiencia mayor al 100%.

Efectos de Multiplicación en Semiconductores: En ciertos semiconductores, un solo fotón de alta energía puede generar múltiples pares electrón-hueco, lo que puede llevar a una eficiencia cuántica aparente superior al 100% en dispositivos como células solares de heterounión.

En resumen, aunque la eficiencia cuántica de la fotoluminescencia no puede exceder el 100% en términos de conservación de energía, hay fenómenos físicos y dispositivos específicos que pueden llevar a una eficiencia aparente superior al 100% cuando se consideran ciertos contextos o mecanismos de multiplicación.

[#40 Troglobyte]

#27 Me encanta ChatGPT

[#53 borre]

#40 En resumen, los usuarios Troglobyte y borre están de acuerdo de que ChatGPT es una maravilla.

[#58 Troglobyte]

#53 Totalmente

[#48 listillo]

#27 Mi camiseta roja solo refleja el rojo al 100%! Es mejor que un led rojo.

[#32 carlesm]

#10 Lo pone en el paper, refleja (como luz visible) el infrarrojo. Por eso su uso para pasive cooling.

[#37 Mandrago]

#32 ¿Pero tu que haces leyendo el paper? No hombre no, asi no!!
Haz como el resto, que ni hemos entrado en la noticia y como no lo entendemos ni papa pero es Made In China vamos a reírnos y a decir que es imposible y a soltar la cuñadez de turno.
Que es eso de leer el paper?
Vamos hombre!!!
Que no se vuelva a repetir he?

[#59 borre]

#37 Puff, siempre hay un comentario cansino de este tipo cuando hay algún tipo de innovación...

[#64 Mandrago]

#59 He que si?

[#67 carlesm]

#37 Pues que mi grupo de investigación se dedica a cosas de temperatura (almacenamiento térmico), aunque yo soy el tipo raro de la IA (soy programador, ¿que pasa? ¿eh? ¿eh?, no, no, la cabeza en el WC otra vez, no!), y me miré el paper por si les podía interesar (para el recubrimiento de los tanques TES, por ejemplo).

[#42 parrita710]

#32 Yo que soy medio tonto es lo primero que he pensado. Que convertía la IR en luz visible para enfriar.

[#54 lectorcritico]

#10 Hace un tiempo anunciaban detergentes que dejaban la ropa mas blanca que el blanco y realemnte reflejaban mas luz visible de la que recibian y convertian parte del ultravioleta en luz visible. El blanco era un pelin azulado.

Estos detergentes, no se si se siguen vendiendo o simplemente no se anuncian.

En Australia, venden detergentes que hacen la ropa proteja mas de lo UV y no se si usan el mismo principio.

Ahora, no se comofunciona el aerogel este.

CC #2

#32 Eso es poco habitual. Casi siempre la fluorescencia convierte una radiacion en otra de frencuencia mas baja/onda mas larga.
Hay algun fenomeno que convierte a una frecuencia muy alta, pero no se si se llama fluorescencia.

Se supone que hay una antenas que convierte la IR en electricidad. Lo malo es que la frecuencia es la del IR, es decir altisima y por eso es dificil de aprovechar.

#47 https://es.wikipedia.org/wiki/Fluorescencia
El fenomeno es bastante cotidiano: Tubos fluorecentes, LEDs blancos( que son azules con un pigmento fluorescente qu elo convierte en amarillo), los subrradores fosforitos, la ropa de runner, Los faros laser tambien la usan con un laser UV, etc.

[#47 listillo]

#10 ¿Cómo va a convertir el ultravioleta en una onda visible al ojo humano? Como no lo convierta en calor...

[#49 CerdoJusticiero]

#47 Lo has visto decenas (o cientos) de veces en las discotecas con "luz negra", que no es otra cosa que luz tenue ultravioleta. La luz ultravioleta excita pigmentos que luego remiten en el espectro visible, por eso las prendas blancas parecen relucir fantasmalmente.

Lo mismo ocurre con los emisores de UV que se emplean para comprobar si los billetes son falsos.

[#61 listillo]

#49 Pero es una cuestión del material reflectante. Y no sucederá con todas las ondas de ultravioleta.

[#63 CerdoJusticiero]

#61 Tú preguntaste:

¿Cómo va a convertir el ultravioleta en una onda visible al ojo humano?

Yo te he explicado que es una cosa que has visto muchas veces en directo, no tiene nada del otro mundo.

[#41 EvilPreacher]

#2 Ya lo hizo Fëanor hace mucho.

[#44 listillo]

#2 No hay por donde pillarlo.

[#55 aritzg]

#2 refleja 100 por un lado y además por el otro lado pasa el 4%

[#20 Feliberto]

Lisa, en esta casa...

[#21 asgard_gainsborough]

Ya estamos pintando todos los tejados de las casas con ese material para parar el cambio climático.

[#38 onainigo]

#35 Pues creo que no. Por el abstrat del estudio. Saca calor del interior al exterior y creo que transforma la radiación infrarroja, calor, emisión de cuerpo negro, del interior al exterior.
Pero bueno...

[#50 parladoiro]

#38 lo que se hace con los radiadores radiactivos reflexivos es pasar infrarrojo cercano al lejano, al que pasa por la atmósfera totalmente transparente, intentando reflejar todo lo posible la radiación solar.

El efecto fotolumiscence en este caso es con UV, del https://www.science.org/doi/suppl/10.1126/science.adn5694/suppl_file/science.adn5694_sm.pdf :
Supplementary Note 8: Photoluminescence contributions to the total radiative cooling effect. A cooling apparatus was devised to quantify the contribution of photoluminescence to total radiative cooling performance. Given potential external factors such as humidity and wind speed, we conducted experiments under controlled conditions to precisely assess the genuine influence of photoluminescent effects. As depicted in fig. S44, the cooling simulation test involved the use of a xenon lamp (300 W) to simulate sunlight, resulting in a corresponding radiant power of approximately 1200 W/m2 on the sample surface.
Temperature Sensor 1 and Temperature Sensor 2, equipped to record the temperature changes over time, were separately placed below the aerogel and outside of the cooling device. Notably, a dynamically installable 400 nm filter was placed atop the aerogel to simulate the cooling effect with or without the fluorescence effect.
Additionally, we opted for a 2 mm thickness of the sample to minimize any impacts on insulation performance. As illustrated in fig. S45, we conducted a series of "removing-addingremoving" cycles of the filter to quantify the notable impact of photoluminescence on cooling
efficiency. During the intervals when the filter was removed (10:00-10:30 and 11:00-11:30), G4D1 was exposed to UV light, leading to photoluminescence emission. Conversely, when the filter was in place (10:30-11:00 and 11:30-12:00), G4D1 remained in a non-excited state. Interestingly, the temperature recorded underneath G4D1 without the filter was markedly lower than that observed with the filter, by approximately 4 °C. This observation underscores the positive influence of fluorescence on cooling efficiency.

[#69 parladoiro]

#68 eso no se puede hacer sin una fuente de energía a mayores. Ver el documento en #50, la fotoluminiscencia es del ultravioleta a luz visible.

[#70 Lekuar]

#69 Pues UV y no IR.

[#57 Ghandilocuente]

#43 Uy perdon, te me metido un negativo.
Queria meterte dos.

[#62 listillo]

#57 pumbaaa te he metido uno y te quería meter tres.

[#22 aletmp]

Lo que no entiendo es lo del ADN

[#3 m18u31]

Puede alguien explicar lo del 104%?

[#5 tsumy]

#3 no solo refleja la luz, si no que además brilla

[#15 Maximilian]

#5 no refleja reflujo

[#25 RojoRiojano]

#15 Curiosamente acertado?

[#6 sotillo]

#3 Ya, esto tiene que ser algo mágico , como un 150% de magia y otro 50% de arena

[#7 diablos_maiq]

#3 es una errata. Querían poner 10^4%

[#26 malajaita]

#7 O eso también es una errata o tengo que volver al colegio a estudiar mates.

Diez elevado al tanto por ciento de cuatro, definitivamente estudié pocas mates, es un concepto nuevo para mí.

[#33 diablos_maiq]

#26 10^4% = 10^0,04 = 1.09647819614319

_{(mayor que 1,04)}

[#34 malajaita]

#33 Muchas gracias, definitivamente tendría que haber estudiado mas mates.

En mi inculta cabeza pensé que era un valor NaN.

De nuevo, gracias.

[#39 malajaita]

#33 Esto ya es para los de ciencias y de otra disciplina

Para crear dicho material, el equipo de investigación añadió ADN de esperma de salmón liofilizado a una muestra de gelatina.

[#8 amlluch]

#3 the material has a reflectivity of 104 percent in the visible region which is brought by the photoluminescence effect

Fotoluminescencia

[#29 Jesulisto]

#8 Si se saltan lo de visible region si que parece magia

[#9 jonolulu]

#3 Absorbe luz visible y no visible (UV/IR), y emite más luz visible de la que recibe

[#11 m18u31]

#9 Gracias

[#14 Maximilian]

#3 fácil , el condensador de flujo

[#16 onainigo]

#3 Entiendo que devuelve más luz en el espectro visible de la que recibe. Transformando radiación infrarroja del interior por medio de fluorescencia y fosforescencia a luz visible hacia el exterior.
"Los materiales de enfriamiento radiativo pasivo expulsan radiación infrarroja a través de la ventana atmosférica y hacia el espacio exterior, lo que proporciona varios grados de enfriamiento en relación con la temperatura ambiente.
Presentamos un aerogel de biomasa fotoluminiscente intrínseco, que tiene una reflectancia de luz visible superior al 100%, que produce un gran efecto de enfriamiento. Descubrimos que la agregación de ADN y gelatina en un aerogel estratificado ordenado logra una reflectancia ponderada solar del 104,0% en las regiones de luz visible a través de fluorescencia y fosforescencia."

[#17 diablos_maiq]

#16 Los materiales de enfriamiento radiativo pasivo expulsan radiación infrarroja a través de la ventana atmosférica y hacia el espacio exterior, lo que proporciona varios grados de enfriamiento en relación con la temperatura ambiente.

Justamente lo que decía la entradilla.

[#35 parladoiro]

#16 será ultravioleta, si lo hace al revés, de una radiación de mayor longitud de onda a una menor sin aporte energético a mayores no es que sea magia pero es estadísticamente irrelevante a 0 a tamaño macroscópico.

[#31 elmakina]

#3 Claro, te explico. El ese tiene una reflectividad solar del 104% en la región visible. Esto puede sonar confuso porque normalmente pensamos que la reflectividad máxima debería ser del 100%.

La clave está en el efecto de fotoluminiscencia. Este efecto hace que el material no solo refleje la luz solar recibida, sino que también emita luz adicional generada internamente. La fotoluminiscencia ocurre cuando un material absorbe fotones (luz) y luego reemite fotones, típicamente con un ligero retraso y, a menudo, a una longitud de onda diferente.

En términos simples, el aerogel refleja más luz de la que recibe inicialmente debido a este proceso de emisión adicional de luz, lo que resulta en una reflectividad efectiva que supera el 100%. Esta característica permite al aerogel reflejar una cantidad significativa de luz solar y, por lo tanto, mejorar sus propiedades de enfriamiento radiativo, ya que devuelve más energía al entorno que la que absorbería en condiciones normales.

[#51 cutty]

#3 Lee a 32.

[#56 Toponotomalasuerte]

#3 además de reflejar la luz, ese otro 4% lo devolverá enfriándose, perdiendo energía, es decir, cediendo más fotones de los que recibe.

[#68 Lekuar]

#3 Refleja el 100% de Liz visible y además también refleja parte del espectro infrarrojo convirtiéndolo en luz visible, y así es como refleja más luz visible de la que recibe.

[#71 tednsi]

#3 No. No cumple la ley de la termodinámica. Si recibe energía y se enfría, es que emite más energía de la que recibe, independientemente de las frecuencias.
O es una noticia de verano o hay algo que no cuentan.
Habría que leerse el paper. Pero con ese titular no pierdo el tiempo.

[#1 Tristan]

😂 😂 😂

[#24 tropezon]

#1 Universidad china.
Si es para llorar, si. Nos comen por los pies, estamos en decadencia

[#43 listillo]

#24 Esos seres de luz.

[#18 diablos_maiq]

dead.letter

[#60 Paisos_Catalans]

Por fin voy a poder hacerme una pintura para pintarme los huevos y que se me enfríen.

[#30 Lenari]

Que tenga una reflectividad por encima del 100% en el visible no es positivo. Significa que convierte otras longitudes de onda al visible.

Lo mejor sería que absorviese en el visible y la emitiese en longitudes no visibles. Con eso logras enfriamiento sin que sea una superficie brillante (que visualmente es molesto).

[#45 flixter]

Coño! que es un aerogel sacado del reactor del Octubre Rojo!

[#28 Malaguita]

MONORAILLL, MONORAILLL, MONORAILLLLLLLL!

[#36 Raziel_2]

#28 Claramente no entendiste del todo ese capítulo.

[#65 z3t4]

¡Lisa, en esta casa obedecemos las leyes de la termodinamica!