Una schiuma leggera (immagine a sinistra) a base di nanocristalli di cellulosa mantiene la sua freschezza al sole (scatola rosa; immagine a destra). Credito:adattato da Nano Letters (2022), DOI:10.1021/acs.nanolett.2c00844
L'estate è alle porte, un periodo in cui molte persone cercano di combattere il caldo. Ma far funzionare costantemente i condizionatori d'aria può essere costoso e dispendioso. Ora, i ricercatori riferiscono sulla rivista ACS Nano Letters hanno progettato una schiuma leggera a base di nanocristalli di cellulosa a base di legno che riflette la luce solare, emette il calore assorbito ed è termoisolante. Suggeriscono che il materiale potrebbe ridurre il fabbisogno energetico di raffreddamento degli edifici di oltre un terzo.
Sebbene gli scienziati abbiano sviluppato materiali di raffreddamento, presentano degli svantaggi. Alcuni materiali che rilasciano passivamente il calore assorbito lasciano passare molto calore agli edifici sotto il sole diretto di mezzogiorno dei mesi estivi. E altri materiali che riflettono la luce solare non funzionano bene con tempo caldo, umido o nuvoloso. Quindi, Yu Fu, Kai Zhang e colleghi volevano sviluppare un materiale robusto in grado di riflettere la luce solare, rilasciare passivamente calore e impedire il passaggio di calore ribelle.
Per generare un materiale di raffreddamento, i ricercatori hanno collegato nanocristalli di cellulosa insieme a un ponte di silano, prima di congelare e liofilizzare il materiale sotto vuoto. Questo processo ha allineato verticalmente i nanocristalli, creando una schiuma bianca e leggera, che rifletteva il 96% della luce visibile ed emetteva il 92% della radiazione infrarossa assorbita.
Quando è stato posizionato su una scatola foderata di alluminio all'aperto a mezzogiorno, il materiale ha mantenuto la temperatura all'interno della scatola di 16 gradi F rispetto alla temperatura all'esterno. Inoltre, il materiale ha mantenuto l'interno della scatola più fresco di 13 gradi F quando l'aria era umida. Quando la schiuma a base di cellulosa è stata compressa, la sua capacità di raffreddamento è diminuita, rivelando proprietà di raffreddamento regolabili.
Il team ha calcolato che posizionare la schiuma sul tetto e sulle pareti esterne di un edificio potrebbe ridurre il fabbisogno di energia di raffreddamento in media del 35,4%. Poiché le prestazioni della schiuma di cellulosa a base di legno possono essere regolate in base alle condizioni meteorologiche, il ricercatore afferma che la tecnologia potrebbe essere applicata in un'ampia gamma di ambienti. + Esplora ulteriormente
