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Rivestimenti innovativi per riflettere il calore del Sole

Il calore prodotto dalle attività umane può influenzare i cambiamenti climatici in maniera notevole, e recenti studi collegano l’innalzamento delle temperature in città all’assorbimento solare che si verifica in relazione a edifici e abitazioni. Alcuni scienziati finanziati dall’UE hanno sviluppato una nuova tecnologia di rivestimento con elevata riflessione della luce la quale può contribuire a invertire l’assorbimento solare e mitigare l’effetto “isola di calore urbano”.
Rivestimenti innovativi per riflettere il calore del Sole
L’aumento nei livelli di carbonio dipende molto dalle temperature in aumento nelle aree urbane; tuttavia, il carbonio non è l’unico colpevole. Le attività umane e la costruzione di infrastrutture sono altrettanto o maggiormente responsabili della generazione di calore. La riflessione solare si riferisce alla quantità di radiazione infrarossa (IR) riflessa da una superficie; alti livelli di riflessione solare si traducono in valori più elevati di riflessione della luce e del calore solare.

I ricercatori che lavorano al progetto SPIRCAM (Towards solution-processable near-IR and IR reflective coatings and mirrors for improved heat and light management), finanziato dall’UE, hanno sviluppato nuovi rivestimenti e strutture fotoniche in grado di offrire un migliore controllo della luce e una notevole riduzione dell’assorbimento relativo al calore solare, il quale influenza le variazioni di temperatura in città.

I membri del progetto hanno sviluppato nuovi rivestimenti e specchi a base di strutture organiche-inorganiche ibride che migliorano la gestione della luce e del calore. Ciò è attribuito alla loro eccellente riflessione solare, all’elevata trasparenza nella parte ultravioletta e visibile dello spettro, e dall’indice di rifrazione regolabile.

I materiali ibridi utilizzati sono costituiti da un polimero solubile in acqua, PVP e un ossido di metallo di transizione inorganico (ZnO). Questa struttura può migliorare la riflessione della luce nei dispositivi elettronici di plastica o la riflessione solare negli edifici commerciali.

I ricercatori hanno dunque impiegato un approccio semplice ma innovativo per introdurre strutture fotoniche nella pellicola ibrida di nuova concezione. Sfruttando le tecniche di microstampaggio, sono state impresse con successo delle strutture fotoniche sulla superficie della pellicola ibrida. Tali superfici con micro disegno (aventi struttura casuale o periodica) si sono rivelate efficienti in fatto di dispersione e diffrazione della luce per varie lunghezze d’onda. Le caratteristiche impresse variano per dimensione e forma, dimostrando una versatilità del processo. L’alterazione della struttura superficiale relativa al materiale ibrido permette di regolare la lunghezza d’onda di diffrazione al fine di soddisfare i requisiti di qualsiasi dispositivo optoelettronico.

Infine, i ricercatori hanno utilizzato polimeri elettrocromici reperibili in commercio e liquidi ionici al fine di controllare la risposta ottica nelle strutture fotoniche. Sono stati ottenuti progressi significativi nella produzione di strutture a doppio strato composte da PVP-ZnO e polimeri elettrocromici per analizzare la risposta ottica.

I materiali ibridi di nuova concezione del progetto SPIRCAM aprono la strada verso lo sviluppo di rivestimenti innovativi in grado di riflettere il calore del sole.

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Argomenti

Life Sciences

Keywords

Rivestimenti, riflessione della luce, isola di calore urbano, SPIRCAM, gestione di calore e luce