Le nuove pellicole colorate possono rinfrescare significativamente auto ed edifici

I nuovi nanofilm potrebbero ridurre significativamente l’energia necessaria per il raffreddamento di edifici o veicoli.

Proprio come i vestiti bianchi sembrano più freschi di altri colori perché riflettono il sole invece di assorbirlo, altri colori, come il blu o il nero, si riscaldano quando assorbono la luce. Ma le nuove pellicole di raffreddamento colorate ispirate alle nanostrutture delle ali delle farfalle possono eliminare gran parte dell’effetto di riscaldamento, aggiungendo comunque colori vivaci.

Le nuove pellicole, che non assorbono la luce, potrebbero essere utilizzate all'esterno di edifici, veicoli e attrezzature per ridurre l'energia necessaria per il raffreddamento.

“Negli edifici, grandi quantità di energia vengono utilizzate per il raffreddamento e la ventilazione, e il funzionamento dell’aria condizionata nelle auto elettriche può ridurre l’autonomia di oltre la metà”, ha affermato il leader del gruppo di ricerca Guo Ping Wang dell’Università di Shenzhen in Cina. “I nostri film di raffreddamento potrebbero contribuire a promuovere la sostenibilità energetica e la neutralità del carbonio”.

Un articolo pubblicato sulla rivista Optica spiega in dettaglio che le pellicole stanno abbassando la temperatura a circa 2 °C al di sotto di quella dell'aria ambiente. Inoltre, i ricercatori hanno anche scoperto che, se lasciata fuori tutto il giorno, la versione blu delle pellicole era circa 50°F più fresca (26°C) rispetto alla tradizionale vernice blu per auto.

Se le pellicole venissero utilizzate sugli edifici, ciò rappresenterebbe un enorme risparmio energetico riducendo l’uso dell’aria condizionata.

AMANTI DELLE FARFALLE: La grande migrazione dei monarchi sembra dovere il successo alle macchie bianche sulle ali della farfalla

"Con le nostre nuove pellicole è possibile ottenere eccellenti prestazioni di raffreddamento, indipendentemente dal colore, dalla saturazione o dalla luminosità desiderati", ha affermato Wang. "Potrebbero anche essere utilizzati sui tessuti per creare abiti di qualsiasi colore che siano confortevoli alle temperature calde."

Un'auto con vernice blu appare blu perché assorbe la luce che riscalda l'auto. Le farfalle morfo, tuttavia, producono il loro colore blu altamente saturo in base alla nanostruttura delle loro ali. Il design del nanofilm di raffreddamento imita queste strutture per produrre colori vivaci che non assorbono la luce come la vernice tradizionale.

Per creare i loro nanofilm ispirati a Morpho, i ricercatori hanno posizionato un materiale disordinato (vetro smerigliato grezzo) sotto un materiale multistrato costituito da biossido di titanio e biossido di alluminio. Hanno poi posizionato questa struttura su uno strato d’argento che riflette tutta la luce, impedendo così l’assorbimento della radiazione solare e il riscaldamento associato a tale assorbimento.

Il colore della pellicola è determinato dal modo in cui i componenti all'interno della sua struttura multistrato riflettono la luce. Per creare il blu, ad esempio, il materiale multistrato è progettato per riflettere la luce gialla in una gamma di angoli molto ristretta mentre la struttura disordinata diffonde la luce blu su un’ampia area.

NOTIZIE MONARCA:I monarchi rimbalzano ancora, battendo il totale dell'anno scorso, dimostrando che il successo non è un colpo di fortuna

Sebbene questo tipo di gestione termica fotonica passiva sia già stata realizzata in precedenza, è stata utilizzata solo con oggetti bianchi o trasparenti perché è difficile mantenere un ampio angolo di visione e un'elevata saturazione del colore.

"Grazie alla struttura a strati che abbiamo sviluppato, è possibile ottenere un'elevata saturazione e luminosità ottimizzando la struttura", ha affermato Wang.

Per testare la nuova tecnologia, i ricercatori hanno creato pellicole blu, gialle e incolori, che hanno posizionato all’aperto presso l’Università di Shenzhen su tetti, automobili, tessuti e telefoni cellulari. Utilizzando sensori a termocoppia e telecamere a infrarossi per misurare la temperatura, hanno scoperto che le pellicole di raffreddamento erano più fredde di circa 27°F (15°C) rispetto alle superfici su cui erano posizionate in inverno e di circa 63°F (35°C) più fredde in inverno. estate.

ALTRE BUONE NOTIZIE: Esistono condizionatori ecologici? (Alcune buone notizie)

I ricercatori sottolineano che la sostituzione della pellicola d’argento con una pellicola di alluminio renderebbe le pellicole meno costose e producibili con un metodo di fabbricazione scalabile. Ora che hanno dimostrato le prestazioni di raffreddamento e colore delle pellicole, i ricercatori intendono studiare e ottimizzare altre proprietà come la robustezza meccanica e chimica.