Un gruppo di ricerca dell'Università di Tohoku, Nissan Motor Co., Università di Shinshu, e l'Università di Okayama hanno fatto una scoperta rivoluzionaria nel tentativo di sostituire gli idrofluorocarburi nei sistemi di refrigerazione con refrigeranti naturali come acqua e alcol. Il loro studio prevedeva l'esecuzione di una transizione di fase liquido-gas tramite una nanospugna, un morbido, materiale elastico dotato di piccoli nanopori inferiori a 10 nanometri. Le loro scoperte potrebbero portare a refrigeranti più efficienti con una minore impronta di carbonio.

I sistemi di refrigerazione sono ampiamente utilizzati nei condizionatori d'aria e nei frigoriferi. I sistemi convenzionali utilizzano idrofluorocarburi come refrigerante. Però, gli idrofluorocarburi sono super inquinanti. Il loro potenziale di riscaldamento globale è circa 1300 volte superiore a quello della CO ₂ .

Il team di ricercatori ha eseguito con successo una transizione di fase liquido-gas guidata dalla forza utilizzando una nanospugna. Quando un normale, la spugna bagnata è schiacciata, naturalmente, l'acqua dovrebbe uscire. Però, quando si utilizza una nanospugna con una dimensione dei pori inferiore a 10 nanometri, si verifica un fenomeno diverso. Anche a bassa pressione, la spugna trattiene il suo liquido.

Quando si applica la forza, però, il liquido espulso evapora immediatamente in gas. Per di più, mentre la spugna ritorna alla sua forma naturale, adsorbe nuovamente il gas come liquido nei nanopori.

Fino ad ora, i ricercatori non hanno effettuato il processo di spremitura dei materiali nanoporosi perché i materiali convenzionali sono troppo duri per essere deformati. Tuttavia, il team ha aggirato questo problema creando il proprio soft, elastico, materiali nanoporosi, costituito da un singolo strato di pareti di grafene. Hanno misurato i loro risultati utilizzando un'apparecchiatura fatta in casa progettata per monitorare la transizione di fase liquido-gas quando viene applicata la forza meccanica.

Il team ha pensato al metodo di spremitura dopo aver sviluppato materiali nanoporosi morbidi. Ma nemmeno loro potevano prevedere che la loro previsione diventasse realtà al primo tentativo.

Ad oggi, ci sono stati solo due metodi per convertire il liquido intrappolato in gas:riscaldamento, o diminuendo la pressione in fase gassosa. Il metodo di spremitura fornisce una terza via, generando un nuovo tema nel campo della chimica fisica e aprendo la strada a sistemi di refrigerazione più rispettosi dell'ambiente. Roba forte!