Gli edifici sono grandi consumatori di energia e rappresentano circa il 40% della produzione energetica globale. Una parte significativa di questa energia viene persa a causa di finestre inefficienti, che disperdono calore in inverno e trattengono il calore eccessivo in estate. La questione non è solo economica; è un problema fondamentale nella spinta verso infrastrutture sostenibili. Sebbene gli edifici senza finestre non siano una soluzione praticabile, i ricercatori dell’Università del Colorado Boulder potrebbero aver trovato un’alternativa pratica: un isolante trasparente che imita la struttura del pluriball.
La sfida dell’isolamento trasparente
L’isolamento convenzionale funziona bloccando il trasferimento di calore, ma le finestre richiedono trasparenza. Trovare materiali che eccellano in entrambi i casi si è rivelato difficile. Ivan Smalyukh, fisico dei materiali presso la CU Boulder, spiega: “Trovare isolanti trasparenti è davvero impegnativo”. La soluzione del team, denominata Mesoporous Optically Clear Heat Insulator (MOCHI), affronta questo problema direttamente.
Come funziona MOCHI: una rete aerea microscopica
MOCHI è un gel siliconico con una struttura interna unica. Come gli aerogel utilizzati nei rover su Marte della NASA, intrappola l’aria all’interno di una microscopica rete di pori. Tuttavia, MOCHI si differenzia attraverso la disposizione di questi pori. Gli aerogel diffondono la luce a causa della distribuzione casuale dei pori, rendendoli opachi. MOCHI, invece, utilizza tensioattivi per creare strutture allineate e filiformi all’interno di una base siliconica liquida. Sostituendo il tensioattivo con l’aria, il team ha creato una matrice di tubi microscopici.
Il risultato è un materiale composto per il 90% da aria in volume. Questo elevato contenuto di aria riduce drasticamente il trasferimento di calore perché i minuscoli pori limitano le collisioni molecolari, il meccanismo principale di trasferimento del calore nei gas. Come dice Smalyukh, le molecole “urtano contro le pareti dei pori” invece di scambiare liberamente energia.
Prestazioni e potenziale
MOCHI è così efficace che un foglio di soli 5 millimetri può proteggere una mano da una fiamma libera. Fondamentalmente, riflette solo circa lo 0,2% della luce in entrata, mantenendo una trasparenza quasi perfetta. Oltre all’isolamento, il materiale potrebbe anche essere utilizzato per catturare il calore per la produzione di energia sostenibile.
“Anche quando è una giornata un po’ nuvolosa, potresti comunque sfruttare molta energia e usarla per riscaldare l’acqua e l’interno dell’edificio”, spiega Smalyukh.
Ostacoli produttivi e prospettive future
Nonostante l’utilizzo di ingredienti poco costosi, l’attuale processo di produzione di MOCHI è lento e richiede molta manodopera. Il gruppo di ricerca mira a semplificare la produzione, aprendo la strada a un’adozione diffusa nei progetti architettonici. Sebbene il ridimensionamento rimanga una sfida, i potenziali vantaggi – riduzione degli sprechi energetici e soluzioni di riscaldamento sostenibili – rendono MOCHI uno sviluppo promettente nella tecnologia edilizia.
In conclusione, MOCHI rappresenta un passo significativo verso edifici più efficienti dal punto di vista energetico. Il suo design unico risolve un problema di lunga data relativo all’isolamento e, se si riuscissero a superare gli ostacoli alla produzione, potrebbe ridurre drasticamente il consumo di energia nel settore edile.
