Un team di ingegneri chimici e scienziati dei materiali dell’Università di Zhejiang in Cina ha sviluppato un nuovo tipo di fibra di aerogel che ha dimostrato di essere più calda della piuma quando intrecciata in un maglione. Nel loro articolo pubblicato sulla rivista Science , il gruppo descrive l'ispirazione per le loro fibre, come sono state realizzate e quanto bene hanno funzionato se testate in un ambiente freddo. Zhizhi Sheng e Xuetong Zhang, insieme all'Accademia cinese delle scienze, hanno pubblicato un articolo su Perspective nello stesso numero della rivista in cui delinea il lavoro svolto dal team su questo nuovo sforzo.
Gli aerogel sono tipi di gel in cui il liquido viene sostituito dall'aria. Sono stati inventati negli anni '30 e sono stati utilizzati per una varietà di applicazioni, compresi i veicoli spaziali della NASA. A causa delle loro proprietà termiche positive, gli scienziati dei materiali hanno cercato di creare fibre che potrebbero essere utilizzate per creare tessuti caldi. Finora, tuttavia, tali tentativi sono per lo più falliti a causa della mancanza di permeabilità all’umidità e di resistenza. In questo nuovo studio, il gruppo di ricerca in Cina ha trovato un modo per superare entrambi i problemi.
Il lavoro dei ricercatori è iniziato come uno sforzo per imitare le proprietà termiche della pelliccia dell'orso polare. Notano che la ragione per cui gli orsi riescono a stare al caldo a temperature così fredde è che i peli che compongono la loro pelliccia hanno sia un nucleo poroso che un guscio denso. Per ricreare tali attributi, il gruppo ha creato quella che descrivono come una fibra di aerogel incapsulata iniziando con un precursore, che hanno filato mentre era congelato. Questo processo ha portato ad una transizione sol-gel. Il materiale è stato poi liofilizzato e rivestito con un guscio semiduro.
Il risultato è stato una fibra rotonda sottile che poteva essere prodotta nelle lunghezze desiderate. I ricercatori sottolineano che non era necessaria alcuna post-lavorazione per produrre tessuti, suggerendo che le loro fibre potrebbero essere prodotte in modo più economico rispetto a quelle attualmente in uso.
Il gruppo di ricerca ha poi prodotto lotti delle loro fibre in lunghi fili che hanno utilizzato per tessere un maglione. Hanno poi testato il calore del maglione esponendolo a temperature fino a -20°C. Affermano che il maglione ha dimostrato una protezione termica migliore di maglioni simili fatti di piumino, lana o cotone. Hanno anche allungato il maglione 10.000 volte e hanno scoperto che aveva subito pochi danni. Notano inoltre che la fibra può essere allungata, tinta e flessa.
Ulteriori informazioni: Mingrui Wu et al, Fibra aerogel biomimetica lavorabile a maglia per tessuti per isolamento termico, Scienza (2023). DOI:10.1126/science.adj8013
Zhizhi Sheng et al, Imitare i peli dell'orso polare nelle fibre di aerogel, Scienza (2023). DOI:10.1126/science.adm8388
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