Questo nuovo metamateriale fornisce l'aria condizionata senza il bisogno di condizionatori

Durante l'ultimo decennio, l'aria condizionata è stata dipinta con uno dei mali del mondo. Questa tecnologia che utilizziamo per combattere il calore contribuisce di per sé ad aumentare lo stesso calore che dovrebbe dissipare. Così non appena accendiamo l'aria condizionata, il clima risponde adeguatamente. Secondo il Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti, nel paese, l'aria condizionata contribuisce a rilasciare nell'atmosfera 117 milioni di tonnellate di anidride carbonica ogni anno.

Come descritto nell'ultimo numero di Science, un gruppo di ricercatori  dell'Università del Colorado e dell'Università del Wyoming hanno sviluppato un nuovo metamateriale che offre almeno una soluzione parziale per il raffreddamento radiativo diurno. Il ritrovato sfrutta un processo attraverso cui  l'energia termica proveniente dal Sole viene trasformata in radiazione infrarossa come output.

Se da un lato esistono sistemi di raffreddamento radiativi notturni sufficientemente efficienti, svolgere lo stesso processo durante le ore diurne risultato complicato a causa di un problema fondamentale: assorbire anche solo una piccola percentuale delle radiazioni solari annulla facilmente i potenziali benefici del raffreddamento. È necessario un materiale che emetta fortemente delle radiazioni infrarosse, allo stesso tempo, assorbendo l'energia solare in minia quantità.

In precedenza, gli scienziati dei materiali sono riusciti a raggiungere obiettivi simili sviluppando nanomateriali estremamente complessi e difficili da produrre. Come spiegato nel paper, la sfida del team era realizzare un materiale più facilmente riproducibile su larga scala.

Il materiale risultante è costituito da uno strato di polimeri trasparenti in cui sono incorporate delle piccole sfere di vetro in maniera radom, il tutto è ricoperto da un sottile strato di argento. In sostanza, la luce di varie lunghezze d'onda in entrata viene catturata e poi emessa nuovamente dalle sfere. La randomizzazione di queste sfere contribuisce all'alto valore di riflettività della luce solare (il 96 per cento) in tutto lo spettro luminoso .

I ricercatori hanno testato il nuovo prodotto in due modi diversi. Il materiale è stato steso su parte di un dispositivo di raffreddamento di polistirolo mantenuto ad una temperatura costante da un riscaldatore connesso ad esso. In questo caso, la capacità di raffreddamento può essere misurata dalla quantità di potenza di riscaldamento necessaria per mantenerlo ad una determinata temperatura in un determinato periodo di tempo. In un secondo esperimento, il materiale è stato utilizzato per raffreddare dell'acqua che fungeva da mezzo di raffreddamento.

Non è ancora chiaro quale affidabilità avrà il materiale in termini di durata per le applicazioni pratiche esterne, ma un mondo in cui non dovremo affidarci ad elettrodomestici ad alto consumo energetico per garantirci dei microclimi più adatti a noi non sembra poi così lontano.