El revolucionario cristal para tener placas solares más eficientes y ventanas que no necesitarán cortinas

La tecnología y la ciencia han impulsado desde hace tiempo la creación de diversos materiales, entre los que se incluyen nuevos tipos de cristales capaces de revolucionar una gran variedad de campos en España y todo el mundo. Por ejemplo, existe uno que convierte las ventanas de casa en paneles fotovoltaicos y hasta otro más fuerte y ligero que el acero. La última gran revolución pretende revolucionar la industria de la energía solar: un vidrio para que las placas sean más eficientes; y que también se puede usar para crear ventanas para acabar con los cotillas.

Un equipo de científicos especializados en metamateriales de la Universidad de Aalto, en Finlandia, ha creado un nuevo e innovador vidrio unidireccional -también conocido como cristal de un solo lado- que usa el efecto magnetoeléctrico no recíproco (NME). Es decir, un cristal que se puede utilizar para aumentar el rendimiento de los paneles solares y crear ventanas que dejan pasar prácticamente toda la luz en una dirección y la refleja en la contraria; ocultando el interior de una casa a aquellos que estén fuera sin necesidad de usar elementos como las cortinas.

A diferencia de los materiales naturales, que tienen propiedades electromagnéticas fijas, los metamateriales tienen la capacidad de adaptarse y modificar esas propiedades para diseñar funcionalidades específicas a demanda. Es decir, permiten a los científicos crear materiales con las características que deseen para aplicaciones industriales. En este sentido, con su invento los científicos imaginan una mejora en la captación de energía y un mundo en el que las ventanas de una casa ofrecen una visión clara del exterior; al mismo tiempo que garantizan una privacidad ante miradas indiscretas y cotillas. 

Un vidrio unidireccional

Este nuevo vidrio que está formado por nanocilindros bimateriales orientados de forma aleatoria en un medio anfitrión. Pero su gran secreto es su mecanismo. El cristal unidireccional usa el efecto magnetoeléctrico no recíproco, que es un principio que hasta esta fecha no se había aplicado en la práctica a los materiales ópticos. Este implica un vínculo entre propiedades específicas del material, como su magnetización y polarización, y los distintos componentes de campo de la luz u otras ondas electromagnéticas.

El efecto NME es significante en los materiales naturales, pero desde hace tiempo los científicos han tratado de potenciarlo mediante metamateriales y metasuperficies (las versiones en 2D de los metamateriales) debido al potencial tecnológico que esto desbloquearía; ya que ofrece control sobre el flujo de la luz. "Hasta ahora, el efecto NME no ha dado lugar a aplicaciones industriales realistas. La mayoría de los enfoques propuestos sólo funcionaban con microondas y no con luz visible, y tampoco podían fabricarse con la tecnología disponible", ha explicado Safaei.

Un vidrio. Unsplash Omicrono

Aprovechando el efecto magnetoeléctrico no recíproco, el equipo de investigadores ha creado un metamaterial que puede fabricarse con tecnología existente, utilizando para ello materiales tradicionales y técnicas de nanofabricación. Por lo que el salto del descubrimiento en el laboratorio a la aplicación en el mundo real puede ser más corto de lo previsto. Como resultado, se obtiene un vidrio que deja pasar la luz en una dirección y que la refleja en la contraria para que nadie pueda ver lo que hay al otro lado.

Este nuevo material abre las puertas a una serie de aplicaciones que, de otro modo, necesitarían un campo magnético externo intenso para funcionar. Por ejemplo, esta tecnología se podría usar en el ámbito de la captación de energía. En concreto, se podría emplear para crear paneles solares más eficientes que las placas actuales; ya que captarían la luz solar desde una dirección y reflejarían al mismo tiempo el calor no deseado. 

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Incluso este revolucionario vidrio se podría utilizar en vehículos. En este caso, al usar el cristal en las ventanas de un coche se aumentaría la privacidad y se reduciría el deslumbramiento, permitiendo al conductor tener una conducción más segura y confortable. Hasta puede resultar de utilidad para evitar los robos de vehículos. El grupo de científicos también espera que las propiedades únicas de su material abran las puertas a numerosas innovaciones industriales, cuyo alcance está todavía por explorar. 

Acaba con los cotillas

A diferencia de otras tecnologías semitransparentes, este revolucionario invento ofrece una visión clara y sin obstáculos por un lado, y un espejo perfecto por el otro. En ese sentido, sus creadores destacan especialmente otra interesante posibilidad para este metamaterial y que acabaría con los cotillas: crear un vidrio unidireccional real para fabricar ventanas para viviendas u oficinas que guardan la intimidad sin sacrificar la luz natural ni las vistas hacia el exterior. 

Unas ventanas de un salón. Unsplash Omicrono

"Imagínese tener una ventana con este cristal en su casa, oficina o coche. Independientemente de la luminosidad exterior, la gente no podría ver nada de dentro; mientras que usted disfrutaría de una vista perfecta desde su ventana", ha indicado en un comunicado Shadi Safaei Jazi, investigador doctoral de Aalto y uno de los autores del estudio, que se ha publicado en la revista Nature Communications. Un ingenioso vidrio que promete revolucionar la forma en la que se concibe la luz, la intimidad y la eficiencia energética.