Il principio su cui si basa il risparmio energetico domestico è quello di non far entrare il calore in casa in estate e di trattenerlo all’interno durante l’inverno. Presto sarà possibile anche grazie alle nuove finestre hi-tech ideate dalla Scuola di ingegneria Cockrell dell’Università del Texas. Sono realizzate con materiali che permettono di controllare il passaggio della luce e del calore e promettono di essere le finestre “green” del futuro.

Tutto parte nel 2013 quando Delia Milliron, docente di ingegneria chimica presso l’Università del Texas, sviluppa con il suo team di ricercatori dei materiali elettrocromici a doppia banda che hanno proprietà ottiche che permettono il controllo selettivo della luce nella gamma del visibile e del vicino infrarosso, lunghezze d’onda queste ultime, che producono calore.

Già allora si era visto che con una scarica elettrica si poteva commutare la posizione di alcuni nanocristalli in modo da controllare il passaggio di luce ed energia termica. Nell’ultima fase dello studio gli scienziati si sono concentrati su nuove modalità per il raffrescamento e il riscaldamento selettivo. Delia Milliron spiega che:

Il materiale per la modalità di raffreddamento è un passo importante verso un prodotto che può essere commercializzato, in quanto consente il controllo del 90% della luce del vicino infrarosso e l’80% della luce visibile del sole e richiede solo pochi minuti per passare da una modalità all’altra. Il materiale riportato in precedenza poteva richiedere delle ore.

È stato ideato un materiale con una nuova architettura nanostrutturata, con vari canali per il trasporto di elettroni e di ioni, che può bloccare i raggi infrarossi, ma far par passare la luce visibile. Ne risultano passaggi più veloci dalla modalità di raffreddamento a quella di riscaldamento, con conseguente il miglioramento delle prestazioni energetiche all’interno di un edificio in cui tali finestre verranno realizzate.

La ricerca del team guidato dalla Dr.ssa Milliron ha vagliato però anche la possibilità di utilizzare una pellicola monocomponente. Costituita da nanocristalli in ossido di titanio funziona secondo lo stesso principio, ma con volumi molto ridotti.

I risultati delle ricerche sono stati pubblicati all’inizio su Nature e recentemente su Nano Letters. Grazie ai finanziamenti del U.S. Department of Energy, della Welch Foundation e del NSF Graduate Fellowship Program, gli studi proseguono.

Le possibilità future di questi materiali sono infinite. Se si riusciranno a trovare materiali che diano le stesse strutture a costi ridotti, l’ingresso sul mercato sarà automatica.

29 luglio 2015
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