È ispirato allo scarabeo Cyphochilus, il nuovo materiale creato alla City University di Hong Kong riflette il 99,6% della radiazione incidente e raggiunge un'elevata emissione termica nel medio infrarosso pari al 96,5%
Come un tetto in ceramica bianca può alleggerire la bolletta elettrica
(Rinnovabili.it) – Creato un nuovo materiale per il raffreddamento radiativo passivo dalle eccellenti prestazioni ottiche. Succede alla City University di Hong Kong dove un gruppo di scienziati ha realizzato un tetto in ceramica bianca che riflette calore e luce solare a livelli ritenuti record. Il sistema potrebbe un giorno dare una generosa mano al raffrescamento degli ambienti interni, abbassando il fabbisogno energetico.
La scienza climatica parla chiaro: la temperatura media della terra si sta alzando. Secondo i dati forniti da Copernicus solo qualche giorno fa, ottobre 2023 è stato il 2° mese più caldo della storia, non solo rispetto agli altri ottobre ma a qualsiasi mese di qualsiasi anno, dall’inizio delle serie storiche nel 1940. Un’anomalia termica che potrebbe diventare la normalità in un futuro non troppo lontano. E che crea diverse preoccupazioni sul possibile circolo vizioso a livello energetico-climatico: più farà caldo, più gli apparecchi di climatizzazione lavoreranno, più il fabbisogno energetico crescerà, più le emissioni climalteranti si alzeranno, più il riscaldamento globale avanzerà.
Un tetto in ceramica bianca bioispirato
Trovare degli strumenti per mantenere freschi gli ambienti con un consumo di energia minimo o nullo appare dunque fondamentale. Gli scienziati di Hong Kong hanno contribuito alla causa incrementando le prestazioni di un materiale noto come ceramica raffreddante. Il gruppo, guidato dal professor Edwin Tso Chi-yan, ha preso ispirazione dallo scarabeo Cyphochilus. Le scaglie dell’esoscheletro di questo animale appaiono bianche a causa di una sottile struttura fotonica disordinata che disperde la luce di tutte le lunghezze d’onda.
Gli scienziati hanno ottimizzato la naturale porosità della ceramica ricreando un nanostruttura altrettanto efficiente nel riflettere la luce solare. Ciò si traduce in una riflettività solare del 99,6%, livello record per questa tipologia di materiale. Non solo. La nuova ceramica bianca del team mostra anche un’elevata emissività nella gamma del medio infrarosso, pari al 96,5%. Un fattore essenziale per massimizzare la dissipazione del calore radiativo.
Sistemi passivi per stare al fresco
Oltre alle eccezionali prestazioni ottiche, il materiale mostra un’eccellente resistenza agli agenti atmosferici, stabilità chimica e resistenza meccanica, rendendola ideale per applicazioni esterne a lungo termine. La ceramica raffreddante è realizzata in allumina, che fornisce la desiderata resistenza al degrado UV (punto debole di altri materiali e rivestimenti di raffreddamento passivo). E aumenta il tasso di evaporazione dell’acqua dalla superficie, aggiungendo come “bonus” l’effetto di raffreddamento evaporativo. Inoltre offre resistenza al fuoco sopportando temperature superiori a 1.000 °C.
Per testare il materiale, i ricercatori hanno realizzato un tetto in ceramica bianca, scoprendo che l’applicazione può diminuire del 20% il fabbisogno energetico per il raffrescamento degli ambienti. Sulla base di questi risultati, il professor Tso ha affermato che il gruppo studierà ulteriori strategie di gestione termica passiva anche in settori alternativi tra cui il tessile, i sistemi energetici e i trasporti.
