Materiales electrocrómicos
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Materiales electrocrómicos. Los materiales electrocrómicos son aquellos que cambian de color al paso de una corriente eléctrica. Esta induce en ellos reacciones rédox que modifican las bandas de energía en las que el material interacciona con la luz visible. Sus aplicaciones incluyen espejos que evitan los deslumbramientos, ventanas inteligentes y telas camaleónicas.
Sumario
Antecedentes
El primer material electrocrómico se sintetizó en el siglo XVIII y las primeras referencias a dicho efecto datan del siglo XIX, el estudio detallado de sus propiedades no llegó hasta los años sesenta del siglo pasado.
Durante los últimos años, el desarrollo de nuevos materiales electrocrómicos ha conocido un crecimiento exponencial. Sus aplicaciones incluyen vidrios inteligentes, dispositivos de visualización y telas de camuflaje.
Funcionamiento
El efecto electrocrómico fue explicado por primera vez en 1969. "[1] Inicialmente se trató como una investigación básica en materiales, pero pronto se comprendió su interés en domótica, pues los materiales EC podían ser unos excelentes candidatos para ventanas de transmitancía variable en un edificio "inteligente", además de otras aplicaciones.
Un dispositivo EC es un recubrimiento multicapa de pocas um de espesor, consistente en un conductor iónico puro (electrolito) situado entre dos capas: una de material EC, y otra de otro material llamado electrodo contador. El conjunto se inserta a su vez entre dos capas de conductor eléctrico transparente (típicamente óxidos de indio-estaño, ITO). [2] Al aplicar tensión a los conductores transparentes, se produce una reacción electroquímica en la cual se insertan o extraen iones de la capa EC, lo que origina un cambio molecular, que conlleva una modulación en la dependencia espectral de la transmitancia óptica (en definitiva, en el color del material). En esencia, una reacción de oxidación reducción es la responsable del cambio de propiedades.
Electrodo contador
El nombre de electrodo contador proviene del hecho de que cada carga que las moléculas del electrocrómico adquieren procede de este material.
Reacciones rédox
En respuesta a la aplicación de un pequeño voltaje —del orden de un voltio— algunos materiales modifican su color. La corriente eléctrica induce en ellos una reacción de reducción (ganancia de electrones) u oxidación (pérdida de electrones) que modifica el intervalo de energías en las que el compuesto interacciona con la luz visible. Por dicho motivo, tales materiales reciben el nombre de electrocrómicos.
La incorporación de una fina película de material electrocrómico a un circuito lo convierte en una célula electroquímica de color modificable. La sustancia puede depositarse sobre uno de los electrodos o disolverse en una solución electrolítica. Al cargar y descargar el circuito, se producen las reacciones de oxidación y reducción (denominadas de forma colectiva reacciones rédox) responsables del cambio de color.
Aplicaciones
Existen hoy en día dos aplicaciones que tienen un desarrollo comercial extenso:
- Los espejos retrovisores, desarrollados especialmente por Gentex en EE.UU. [3]
- La ventana "inteligente" propuesta por Flabeg en Alemania en 1999. [4]
Otras aplicaciones
- En pantallas de visualización, gafas protectoras y prendas de camuflaje. Las sustancias electrocrómicas permitirían también ahorrar energía.
- Edificio dotado de un revestimiento electrocrómico en la techumbre podría reducir su consumo energético si en invierno adoptase un color oscuro (que absorbiera calor) y, en verano, un tono claro y reflectante.
- Uso en ventanas que rebajasen la cantidad de luz entrante durante las horas más claras del día.
