L’effetto di raffreddamento messo in atto può ridurre le temperature ambiente di 16,0 °C
Le soluzioni più diffuse per raffrescare edifici e città nel tentativo di contrastare le isole di calore urbano implicano un consumo energetico. Accanto a questi sistemi “attivi” esiste una vasta gamma di soluzioni per il raffrescamento passivo che sfrutta invece le proprietà stesse del materiali per abbassare la temperatura. Le strategie di raffreddamento radiativo sono certamente tra le tecniche più studiate negli ultimi anni per assicurare migliori performance dell’involucro edilizio, riducendo così i consumi e tentando di contrastare gli effetti del surriscaldamento urbano. Anche se i sistemi di raffrescamento radiativo passivo non consumano energia, i ricercatori impegnati in questo campo devono affrontare un altro problema: molto spesso queste strategie si basano su polimeri inorganici che non si degradano, non sono riciclabili e la cui produzione implica l’utilizzo di materie prime fossili e talvolta risultano anche nocive per la salute umana.
Ma dall’Università cinese di Sichuan arriva una promettente ricerca basata sull’impiego di un Aerogel organico prodotto con gelatina e DNA capace di riflettere oltre il 100% della luce solare.
L’Aerogel di biomassa che emette luce
Unendo gelatina e DNA in una stratificazione ordinata, il team di ricercatori guidato da Jian-Wen Ma, ha sviluppato un aerogel con incredibili capacità di raffreddamento radiativo passivo capace di una riflettanza solare superiore al 100%. La riflettanza media della luce ottenuta durante la sperimentazione di questo materiale ha permesso una rifrazione del 104% della radiazione solare con comportamenti unici di fluorescenza e fosforescenza. Il principio del raffreddamento radiativo passivo è proprio quello di riflettere la radiazione solare sotto forma di radiazione infrarossa, per espellerla attraverso la finestra atmosfera verso lo spazio esterno. Il risultato è un abbassamento delle temperature di diversi gradi rispetto alla temperatura ambiente.
L’aerogel messo a punto dal team cinese non solo riflette la luce solare, ma emette anche una piccola percentuale di luce propria, arrivando così alla percentuale dichiarata.
Biodegradabile e riciclabile
Un ulteriore aspetto interessante del materiale sviluppato da Jian-Wen Ma e colleghi è la biodegradabilità del componente, unita ad un’ottima riciclabilità. Il che lo rende a tutti gli effetti una soluzione per il raffreddamento radiativo passivo ecocompatibile a basso impatto ambientale. Come sottolineano i ricercatori, questo aerogel è in grado di ridurre la temperatura ambiente di 16°C in condizioni di elevata irradiazione solare.
La composizione chimica dell’aerogel di Jian-Wen Ma utilizza un idrogel per legare la struttura multistrato composta da gelatina e DNA.
Queste tecnologie di raffreddamento sostenibili, efficienti dal punto di vista energetico e rispettose dell’ambiente, sono indispensabili per affrontare il surriscaldamento globale. Inoltre, rispetto ai tradizionali sistemi di refrigerazione, le tecnologie di raffreddamento radiativo passivo consumano meno energia ed emettono meno gas serra, il che le rende una strategia di gestione termica potenzialmente sostenibile.
I risultati della ricerca sono stati pubblicati sulla rivista Science.