Questo 'mantello termico' impedisce che gli spazi diventino troppo caldi o freddi.

Se ti sei mai bruciato le mani sul volante di una macchina, sai quanto può scaldarsi l'interno di una macchina in una giornata estiva. Ma un nuovo tessuto potrebbe un giorno aiutare le auto e altri oggetti a rimanere freschi in estate e caldi in inverno.

I ricercatori hanno creato un prototipo del tessuto, che funge da "mantello termico" che impedisce allo spazio al di sotto di scaldarsi troppo o raffreddarsi troppo. Il mantello, descritto nel dispositivo del 11 luglio, non richiede una fonte di alimentazione esterna, il che potrebbe ridurre il consumo di energia associato al riscaldamento e al raffreddamento (SN: 9/28/18).

A livello globale, il riscaldamento e il raffreddamento costituiscono il 38 percento del consumo energetico negli edifici e il 12 percento del consumo energetico totale. Materiali come questo mantello termico potrebbero aiutare a mantenerci al fresco durante le ondate di calore, riducendo al contempo le emissioni di anidride carbonica associate all'elettricità utilizzata per il controllo della temperatura, afferma Aaswath Raman, fisico applicato all'UCLA che non ha preso parte allo studio.

Nuovo studio, Kehang Cui, ingegnere presso l'Università di Shanghai Jiao Tong, e colleghi hanno costruito il mantello utilizzando due strati. Lo strato esterno è fatto di fibre di silice bianche che riflettono la luce visibile, rivestite con nitrato di boro esagonale, un materiale ceramico che riflette la luce ultravioletta e aiuta a dissipare il calore. Insieme, le fibre di silice e il nitrato di boro riflettono il 96 percento della luce solare che colpisce il tessuto. Allo stesso tempo, lo strato esterno assorbe il calore dalla zona circostante ed emana quell'energia come luce infrarossa, che abbassa anche la temperatura sotto il mantello attraverso un processo chiamato raffreddamento radiativo.

Sebbene lo strato esterno mantenga lo spazio sotto il mantello più fresco per un periodo più lungo rispetto a una zona non coperta, lo spazio coperto si riscalda lentamente nel corso della giornata. Lo strato interno, fatto di foglio di alluminio, mantiene lo spazio caldo di notte intrappolando parte di quel calore all'interno, simile a una coperta isolante di sopravvivenza.

I ricercatori hanno testato la resistenza del materiale del mantello in diverse condizioni estreme. Hanno cotto il tessuto a 800° Celsius, praticamente abbastanza caldo per sciogliere il sale da tavola. Lo hanno anche esposto a freddo estremo immergendolo in azoto liquido, lo hanno sottoposto alla stessa quantità di vibrazioni di un lancio di un razzo, lo hanno inzuppato in acido e lo hanno colpito con fuoco da un cannello a gas, tutto ciò praticamente senza alcun cambiamento nella struttura o nelle prestazioni del materiale. Questa estrema resistenza potrebbe essere utile per l'utilizzo in navicelle spaziali o in ambienti extraterrestri, afferma il team.

Per vedere il tessuto in azione, Cui e colleghi hanno costruito un prototipo a grandezza naturale del mantello e lo hanno testato su un'auto elettrica. In una giornata estiva a Shanghai, il mantello ha mantenuto l'auto a circa 23° C, fino a 8 gradi C in meno rispetto alla temperatura esterna e 28 gradi C in meno rispetto all'interno di un'auto non coperta. Il mantello ha anche mantenuto l'auto a circa 5 gradi C più calda rispetto all'aria esterna in una notte invernale.

Il mantello "mostra decisamente la capacità di risparmiare energia, ma il prossimo passo è quello di dimostrarlo in prove su scala ancora più ampia [come tetti] per vedere l'impatto sulla nostra vita quotidiana", afferma Cui.

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