Un team di ricercatori dell'Università di Nankai ha sviluppato un materiale multistrato a gestione termica che risponde al caldo o al freddo piegandosi o aprendosi senza la necessità di una fonte di alimentazione esterna. Nel loro articolo pubblicato in Proceedings of the National Academy of Sciences, il gruppo descrive come è arrivato a sviluppare il materiale e ne descrive in dettaglio le prestazioni durante il test.

Mentre gli scienziati di tutto il mondo lavorano per sviluppare fonti di energia alternative, altri lavorano sui modi per utilizzare quelle che sono già state sviluppate, ad esempio l'energia solare o le tecnologie di raffreddamento radiativo. In questo nuovo sforzo, i ricercatori hanno cercato un modo per spostare un dispositivo tra l'uso del riscaldamento solare o del raffreddamento radiativo, automaticamente e senza la necessità di una fonte di alimentazione secondaria.

Per l'ispirazione, i ricercatori si sono rivolti al coniglio himalayano, che ha una pelliccia che cambia colore a seconda della stagione, e alle foglie della pianta Mimosa pudica:le sue foglie si aprono e si chiudono in reazione ai cambiamenti di temperatura. Le loro osservazioni hanno suggerito che si potrebbe realizzare un materiale che si comporti in modo simile all'impianto, consentendo il passaggio da un dispositivo termico all'altro.

Dopo molti test, i ricercatori hanno inventato un materiale multistrato che si comportava come avevano immaginato. Il materiale è stato realizzato unendo le subunità polimeriche come un unico materiale. Ciascuna delle subunità era realizzata in materiale progettato per comportarsi in modo diverso a seconda della temperatura ambiente.

Il prodotto finito è stato realizzato posizionando un attuatore automatico con emissività infrarossa su un substrato con proprietà di raffreddamento radiativo. In pratica, il materiale rimarrebbe piatto in condizioni normali fino a quando la temperatura ambiente non raggiungesse un certo punto. A quel punto, lo strato superiore si arrotolerebbe in un tubo, esponendo il substrato scuro sottostante.

I ricercatori hanno testato il loro materiale stendendolo all'esterno in diverse condizioni di temperatura. Hanno scoperto che la sua capacità di riscaldamento solare era di circa 252,2 watt per metro quadrato. Aveva una potenza di raffreddamento di circa 59,7 watt per metro quadrato. Suggeriscono che con alcune revisioni, il loro materiale potrebbe essere distribuito in ambienti reali come un dispositivo di gestione termica che richiede zero energia per funzionare. + Esplora ulteriormente

Raffreddamento radiante e riscaldamento solare da un unico sistema, nessuna elettricità necessaria

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