Un team di ricercatori del MIT ha sviluppato un nuovo modello di vetri per finestre che può passare da trasparente a opaco, bloccando parzialmente la luce del sole nelle giornate calde e riducendo quindi i costi di condizionamento. Mentre già esistono altri sistemi per scurire il vetro, il nuovo metodo offre vantaggi significativi combinando tempi di risposta rapidi e basse esigenze di potenza.
Una volta che il vetro passa da chiaro a scuro o viceversa, il sistema richiede poca o nessuna energia per mantenere il suo nuovo stato; a differenza di altri materiali, ha solo bisogno di energia elettrica quando è il momento di tornare allo stato normale.
I risultati sono riportati sulla rivista on-line Chem, in un articolo di Mircea Dincă et al.
La nuova scoperta utilizza materiali elettrocromici che cambiano colore e trasparenza in risposta all’applicazione di un voltaggio.Questi materiali sono differenti dai materiali fotocromici, come quelli usati ad esempio per gli occhiali fotocromatici che diventano più scuri quando la luce diventa più brillante. Tali materiali tendono ad avere tempi di risposta molto più lenti e a subire una minore variazione nei loro livelli di opacità.
I materiali elettrocromici esistenti soffrono di limitazioni simili e hanno trovato per ora solo le applicazioni di nicchia. Ad esempio, i Boeing 787 hanno vetri elettrocromici che diventano più scuri per evitare che la luce del sole entri in cabina. Le finestre possono essere oscurate applicandovi una tensione elettrica ma „occorrono in realtà un paio di minuti finche’ il vetro si e’ oscurato“ affermano i ricercatori.
La ragione di tale lentezza è che le modifiche all’interno del materiale si basano su un movimento di elettroni – una corrente elettrica – che dà all’intero vetro una carica negativa. Gli ioni positivi poi si muovono attraverso il materiale per ripristinare l’ equilibrio elettrico, creando l’effetto di cambio colore . Ma mentre elettroni fluiscono rapidamente attraverso i materiali, gli ioni si muovono molto più lentamente, limitando la velocità di reazione complessiva.
Il team del MIT sostiene di aver superato questo limite utilizzando materiali spugnosi chiamati „strutture metallo-organica (MOF)“, che possono condurre sia elettroni che ioni a velocità molto elevate. Tali materiali sono stati utilizzati per circa 20 anni per la loro capacità di immagazzinare i gas all’interno della loro struttura, ma il team del MIT è stato il primo a sfruttarli per le loro proprietà elettriche e ottiche.
Non è possibile ottenere materiali auto-ombreggianti esistenti che passino da trasparente a completamente nero. In questo ultimo lavoro i ricercatori hanno realizzato un rivestimento che può andare dal perfettamente chiaro al quasi nero. Questo risultato è ottenuto miscelando due colori complementari, verde e rosso.
“Queste nuove soluzioni potrebbero portare ad un risparmio energetico abbastanza significativo, riducendo drasticamente la necessità di aria condizionata in edifici con molte finestre nei climi caldi” afferma Mircea Dincă.
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