Ispirati dalle tecniche edilizie dei villaggi greci, ricercatori della Stanford University hanno creato un nuovo materiale multistrato ultrasottile che può riflettere la luce solare per raffreddare gli edifici senza aria condizionata e irradiare all’esterno il calore che si forma all’interno.

santorini

Molti anni fa, i nostri antenati non avevano l’aria condizionata o il riscaldamento elettrico, eppure sono riusciti a sopravvivere. Viceversa, noi discendenti costruiamo oggi come se questa energia sarà sempre disponibile. Essi non erano angosciati dal corretto isolamento, per cui non si capisce il motivo che impedisce anche a noi di costruire abitazioni che non necessitano di consumare grandi quantitativi di energia per renderle confortevoli.
I villaggi greci sono famosi per le bianche pareti e le brillanti sommità colorate di blu che li rendono spettacolari siti quando ci avviciniamo per via mare e li ammiriamo dalle finestre delle camere che ci ospitano, sorprendentemente fresche anche in piena calura estiva, senza bisogno di aria condizionata, perché quelle dimore sono state progettate specificamente per controllare la temperatura e mantenere l’ambiente confortevole (l’immagine di copertina è uno scorcio dell’isola di Santorini).
Le spesse pareti isolano le stanze e mantengono stabile la temperatura ambiente, mentre quei tetti bianchi e blu riflettono il calore.

Ispirati da questa tecnica antica e semplice di aria condizionata, ricercatori della Stanford University (California) hanno sviluppato un materiale ad alta tecnologia che mantenga freschi gli edifici, senza l’uso dell’energia elettrica, allontanando il calore radiante dagli edifici e inviandolo direttamente nello spazio.
I risultati di questa ricerca sono stati pubblicati sulla rivista Nature (“Passive radiative cooling below ambient air temperature under direct sunlight”) e hanno suscitato grande interesse perché questa tecnologia, denominata “raffreddamento radiativo fotonico”, può costituire un tassello importante per contrastare il riscaldamento globale in un momento storico in cui molti Stati cercano soluzioni per ridurre il consumo di energia e rendere più ecocompatibili uffici, case e altre tipologie di edifici.
Con questo moderno aggiornamento, una tecnica antica, già nota e un tempo assai diffusa, tornerà ad una nuova prospettiva di vita.
La tecnologia, in realtà, è doppia, ma assemblata in una soltanto.
La prima, già conosciuta da molti popoli, compresi gli antichi greci, è che uno strato riflettente sulla sommità di un edificio fa rimbalzare la luce, permettendogli di rimanere fresco quanto più possibile, anche nei momenti più soleggiati. Ma c'è un problema: anche se la luce del sole si riflette, gli edifici possono comunque riscaldarsi per effetto di condizioni climatico ambientali e di attività che si svolgono all'interno degli edifici che possono far salire le temperature fino a un livello di disagio, tale da desiderare alle persone che vi risiedono un ulteriore sollievo.
Ecco la necessità, quindi, di una seconda tecnica che permetta al calore interno costituito da raggi infrarossi, noto in fisica come “radiazione infrarossa” (radiazione elettromagnetica con banda di frequenza dello spettro elettromagnetico inferiore a quella della luce visibile, “sotto il rosso” che è il colore visibile con la frequenza più bassa), di essere irradiato verso l’esterno.
L’ingegnosa soluzione approntata dal team di ricercatori è un nuovo materiale multistrato ultrasottile (7 strati di biossido di silicio e uno superiore di ossido di afnio), per uno spessore di 1,8 micron ovvero più sottile di qualsiasi foglio sottilissimo di alluminio, in grado di riflettere la luce, aumentandone la lunghezza d’onda, in modo da disperderla nello spazio che verrebbe, in tal modo utilizzato, come un dissipatore di calore, non solo di notte.
Ogni oggetto che produce calore deve scaricare questo calore in un dissipatore - ha affermato il Professor Shanhui Fan che ha guidato la ricerca - Quello che abbiamo creato è il modo di usare il freddo dell’universo quale dissipatore di calore durante il giorno”.

dissipazione calore

Questo materiale che, secondo i ricercatori sarebbe in grado di abbassare la temperatura degli edifici di giorno di oltre 12 °C, è ancora in fase sperimentale e bisognoso di ulteriori soluzioni per quanto attiene resistenza, affidabilità e convenienza, prima di poter essere prodotto su scala industriale, poiché per gli edifici servono pannelli di grandi dimensioni.
Inoltre, c’è da risolvere come trasmettere il calore interno alle pareti esterne e ai tetti degli edifici, in modo che possa essere irradiato con successo verso l'esterno.
Tuttavia, gli scienziati sono piuttosto fiduciosi.
Questo team ha dimostrato come strutture passivamente fredde possano irradiare calore nella fredda oscurità dello spazio”, ha affermato il Premio Nobel 1976 per la Fisica Burton Richter; mentre il suo collega Marin Soljacic del Massachusetts Institute of Technology (MIT) ha dichiarato di essere “personalmente assai entusiasta per i loro risultati che dimostrano le grandi potenzialità della nanofotonica”.