Una nuova, Il gel superisolante sviluppato dai ricercatori della CU Boulder potrebbe aumentare notevolmente l'efficienza energetica dei grattacieli e di altri edifici, e potrebbe un giorno aiutare gli scienziati a costruire habitat simili a serre per i coloni su Marte.

L'"aerogel, " che sembra una lente a contatto di plastica appiattita, è così resistente al calore che potresti metterne una striscia sulla mano e sopra un fuoco senza sentire nulla. Ma a differenza di prodotti simili sul mercato, il materiale è per lo più trasparente.

"La trasparenza è una funzione abilitante perché puoi usare questo gel in Windows, e potresti usarlo in habitat extraterrestri, " disse Ivan Smalyukh, professore presso il Dipartimento di Fisica. "Potresti raccogliere la luce solare attraverso quel materiale termoisolante e immagazzinare l'energia all'interno, proteggendoti da quelle grandi oscillazioni di temperatura che hai su Marte o sulla luna."

Il gel del gruppo è anche più economico da produrre perché proviene da umili origini:scarti di birra.

Gli aerogel sono almeno il 90% di gas in peso, Smalyukh ha spiegato, ma la loro caratteristica distintiva è l'aria. I loro film sottili sono costituiti da modelli incrociati di materiale solido che intrappolano l'aria all'interno di miliardi di minuscoli pori, simile alle bolle nel pluriball. È quella capacità di intrappolamento che li rende degli ottimi isolanti.

"Si crea una rete molto tortuosa di queste nanoparticelle che si collegano tra loro nell'aerogel, impedendo al calore di passare, " ha detto Smalyukh.

La maggior parte degli aerogel attualmente disponibili, però, sono opachi, un grosso problema se vuoi usarli per rivestire le finestre.

Per fare un diverso tipo di gel, Smalyukh e i suoi colleghi iniziano con la comune cellulosa di zucchero vegetale. Controllando attentamente come le molecole di cellulosa si legano, il team è in grado di orientarli secondo uno schema reticolare. Quel modello è così uniforme, Egli ha detto, che permetta alla luce di passare indisturbata, conferendo al gel il suo aspetto trasparente.

I ricercatori possono produrre cellulosa aggiungendo batteri specializzati a un'ampia gamma di rifiuti alimentari. Il team si è recato nei birrifici dell'area di Boulder per raccogliere barattoli di mosto di birra, o il liquido di scarto prodotto durante il processo di birrificazione.

"Quindi non solo stiamo riciclando e risparmiando questo prezioso materiale dall'entrare nella discarica, ma produciamo anche questa materia prima a basso costo, " ha detto Andrew Hess, un dottorato di ricerca studente di fisica alla CU Boulder.

Il prodotto finale degli sforzi del team è un sottile, pellicola flessibile che è circa 100 volte più leggera del vetro.

Ciò potrebbe essere particolarmente utile per gli edifici negli Stati Uniti. Secondo il Dipartimento dell'Energia, circa un quarto dell'energia spesa per riscaldare e raffreddare gli edifici negli Stati Uniti va a compensare la perdita di calore attraverso le finestre, potenzialmente costa agli operatori edili miliardi di dollari all'anno.

"Stiamo immaginando un prodotto retrofit che sarebbe fondamentalmente un film peel-and-stick che un consumatore comprerebbe a Home Depot, " disse Hess.

Smalyukh e i suoi colleghi hanno esplorato partnership con aziende produttrici di finestre e all'inizio di questa estate, il loro progetto è stato nominato uno dei vincitori del concorso iTech 2018 della NASA. Questo concorso nazionale cerca tecnologie legate alla Terra che un giorno potrebbero aiutare le persone a viaggiare nello spazio.

"Finora il nostro approccio è stato intorno alle finestre, "Ha detto Hess. "Tuttavia, vediamo anche che la nostra tecnologia è abilitante per tante altre applicazioni, compresi i vestiti eleganti, per isolare le auto e proteggere i vigili del fuoco."