Isolamento termico: il nuovo aereogel di cellulosa
Un team di fisici dell’università del Colorado ha dimostrato come gli aerogel realizzati con nanofibre di cellulosa rappresentino degli isolanti più efficienti e trasparenti del vetro. Andiamo a scoprire di cosa si tratta.
Per l’isolamento termico delle finestre, l’aerogel in cellulosa riduce il gap con le pareti.
Isolamento termico: come ridurre le perdite di calore
È possibile aumentare l’isolamento termico delle finestre senza comprometterne trasparenza e altre funzioni. Nel 2016 un gruppo di scienziati, guidati dal professor Ivan Smalyukh, è partito esattamente da questa domanda per mettere a punto un nuovo approccio con cui migliorare le prestazioni energetiche degli edifici.
Di norma vetri e infissi rappresentano l’elemento debole delle abitazioni in termini di dispersione termica. Si stima che in media una casa perda dal 25 al 30 per cento della sua energia termica attraverso le finestre. E nonostante esistano diverse soluzioni e strumenti, come i doppi e tripli vetri, per aumentare l’isolamento le perdite di calore rimangono inevitabili.
È qui che si inserisce la ricerca di Smalyukh e colleghi dell’Università del Colorado Boulder. Il gruppo ha utilizzato un nuovo processo per creare una pellicola solida e trasparente che fosse al tempo stesso altamente isolante, insonorizzata e resistente alla condensazione dell’acqua. Come spiegato nell’articolo su Nature Energy, gli scienziati hanno realizzato un nuovo aerogel stampabile da inserire nelle vetrocamere dei doppi vetri al posto dell’aria o dei gas nobili usati comunemente. E lo hanno fatto impiegando come materia prima un rifiuto: la cellulosa scartata dall’industria del legno.
Isolamento termico: l’aereogel in cellulosa
Miscele di un gas e di un solido, gli aerogel sono materiali estremamente leggeri e sottili ma in grado di offrire una resistenza termica pari a quella di un isolante tradizionale. Il team della Colorado University ha messo a punto un processo produttivo a partire dalla cellulosa compatibile con la stampa roll-to-roll.
Nel dettaglio, i ricercatori hanno immerso nanofibre di cellulosa estratte dal legno in acqua, ottenendo grazie ad un processo ossidativo una dispersione colloidale; tramite l’aggiunta di acido hanno trasformato quest’ultima in un idrogel. Quindi hanno immerso l’idrogel in una soluzione a base di etanolo e lo hanno riscaldato in un forno pressurizzato, per far sì che gli spazi interni alla rete di nanofibre si riempissero d’aria. Come ultimo passaggio il materiale è stato rivestito con una sostanza idrorepellente per prevenire la condensa delle particelle d’acqua una volta applicato ai vetri.
Il risultato è un film sottile con una trasmissione della luce nel campo visibile del 97–99% (migliore del vetro), un fattore di foschia inferiore all’1% e una conduttività termica inferiore a quella dell’aria in quiete a 20°C. Il prodotto finito si presta ad aumentare l’isolamento termico di qualsiasi finestra. Come spiegato nel documento, un sottile film del nuovo aerogel potrebbe potenziare le prestazioni di barriera termica di una finestra a vetro singolo quando utilizzata come retrofit sulla sua superficie interna. I test hanno mostrato che uno spazio di 2,5 centimetri forniva lo stesso grado di isolamento di una parete isolata.
