Per individuare la combinazione ottimale tra gli strati che compongono il rivestimento, i ricercatori si sono affidati al calcolo quantistico
(Rinnovabili.it) – Guardando ad un futuro composto da edifici ad energia quasi zero, anche le superfici trasparenti avranno un ruolo determinante nel conteggio del fabbisogno energetico. Sfruttare al massimo l’illuminazione naturale infatti, permette di ridurre notevolmente la richiesta di elettricità per l’illuminazione, il problema è che oltre alla luce solare, filtra all’interno degli edifici anche il calore. L’Università di Notre Dame ha sviluppato un innovativo rivestimento per finestre capace di bloccare la radiazione termica ultravioletta, lasciando invece passare la luce visibile.
La differenza tra il rivestimento per finestre di Notre Dame con le pellicole tradizionali
La differenza tra il rivestimento sviluppato dalla ricerca francese, con le molteplici pellicole e vetri isolanti già oggi presenti sul mercato, è la capacità di schermare il calore a qualsiasi inclinazione dei raggi solari. Solitamente infatti, questo genere di superfici agisce al meglio quando i raggi solari incidono sulla finestra con un’angolazione di 90 gradi. E’ chiaro però che, nel momento di massimo bisogno quando il calore è più intenso, ovvero verso mezzogiorno, il sole filtra dalle finestre con un angolo estremamente obliquo quasi verticale.
“L’angolo tra la luce del sole e la finestra cambia continuamente”, ha affermato Tengfei Luo, professore di studi energetici presso l’Università di Notre Dame e responsabile dello studio. “Il nostro rivestimento mantiene funzionalità ed efficienza qualunque sia la posizione del sole nel cielo”.
Individuare la sperimentazione migliore grazie alla ricottura quantistica
Luo ed il suo collaboratore Seongmin Kim avevano precedentemente sviluppato un rivestimento trasparente per finestre con il potere di migliorare il raffreddamento degli edifici, composto da una serie di strati ultrasottili di silice, allumina e ossido di titanio su una base di vetro. A differenza del primo studio la nuova ricerca aggiunge uno strato di polimero di silicio dello spessore di un micrometro per migliorare il potere di raffreddamento della struttura riflettendo la radiazione termica attraverso la finestra atmosferica e nello spazio esterno.
Ma qual è la combinazione di strati più efficiente? Una sperimentazione pratica avrebbe richiesto moltissimi esperimenti, con conseguente spreco di tempo e risorse. Ecco perchè, il team ha invece optato per l’utilizzo di un calcolatore quantistico, o meglio il processo di ricottura quantistica, che ha permesso di individuare la combinazione migliore della sperimentazione.
Il loro modello ha prodotto un rivestimento che mantiene la trasparenza e riduce la temperatura interna da 5,4 a 7,2 gradi Celsius, in un’ampia varietà di angoli di incidenza.
“Come gli occhiali da sole polarizzati, il nostro rivestimento riduce l’intensità della luce in entrata, ma a differenza degli occhiali da sole, il nostro rivestimento rimane chiaro ed efficace anche quando lo inclini ad angoli diversi”, ha affermato Luo.
Lo schema di apprendimento attivo e calcolo quantistico sviluppato per creare questo rivestimento può essere utilizzato per progettare un’ampia gamma di materiali con proprietà complesse.
La ricerca è pubblicata sulla rivista Cell Reports Physical Science .