Con il caldo estivo che diventa sempre più insopportabile e prolungato a causa dei cambiamenti climatici, in aumento anche il carico di raffrescamento estivo. L'isolamento è attualmente la soluzione principale per impedire al calore di entrare in un edificio, ma l'applicazione di un materiale aggiuntivo che ritarda la penetrazione del calore può sopprimere l'aumento della temperatura interna e, a sua volta, ridurre il carico di raffreddamento dell'edificio.

Un team di ricerca in Corea ha sviluppato un nuovo materiale per la costruzione di pareti in grado di ridurre la penetrazione del calore dall'esterno. Il team diretto dal Dr. Sarng Woo Karng della National Research Agenda Division del Korea Institute of Science and Technology (KIST) ha ridotto con successo la penetrazione del calore attraverso le pareti degli edifici applicando un materiale a cambiamento di fase (PCM).

I PCM sono materiali che assorbono o rilasciano calore da/verso l'area circostante ma non cambiano la temperatura durante il cambio di fase. Uno dei tipi più comuni è l'olio di paraffina, che serve per fare le candele. Un PCM solido assorbe il calore mentre passa alla fase liquida, quindi utilizzando una custodia per tenerlo quando è in fase liquida senza causare perdite, è possibile applicarli a una parete dell'edificio per bloccare l'ingresso di calore all'interno.

Il problema, però, è che i PCM non si fondono uniformemente dall'esterno verso l'interno durante la transizione di fase da solido a liquido. Per essere più precisi, I PCM si trasformano in liquidi partendo dallo strato più esterno, e le parti calde si muovono verso l'alto, mentre le parti che sono ancora relativamente fredde si muovono verso il basso. Così, mentre la parte superiore potrebbe essersi completamente sciolta, la parte inferiore no, e come risultato, il calore penetrerà nell'edificio attraverso l'area in cui il PCM è in fase liquida. In definitiva, il PCM diventa inefficace nel controllo della temperatura interna ed è reso inutile.

Il team del Dr. Karng ha affrontato il cambiamento di fase non uniforme con iniezioni di bolle. L'iniezione di bolle nella parte inferiore del PCM durante la sua transizione di fase ha consentito una circolazione uniforme del PCM in fase liquida. Di conseguenza, il PCM si è sciolto dalla zona più vicina alla busta in maniera uniforme, e la penetrazione del calore è stata inibita attraverso la parete dell'edificio fino a quando l'intero PCM non si è sciolto.

Il dottor Karng ha detto, "Ci aspettiamo che la parete isolante che utilizza il generatore di bolle PCM utilizzato in questo studio contribuirà a ridurre la quantità di energia utilizzata per riscaldare o raffreddare un edificio. Le tecniche di isolamento che utilizzano i PCM aiutano a ridurre la penetrazione del calore, in combinazione con il materiale isolante dell'edificio, e può essere utilizzato anche come pareti esterne di edifici a energia zero."