Ilaria Rosella Pagliaro Innovazione contro il riscaldamento globale: scienziati internazionali realizzano una pellicola per finestre che potrebbe sostituire l'aria condizionata, contrastando le emissioni di CO2
I cambiamenti climatici stanno alterando profondamente i nostri ecosistemi, portando a estati più lunghe con temperature record e frequenti episodi di calore estremo. Questo cambiamento ha aumentato la dipendenza dall’uso dei condizionatori d’aria. Questi dispositivi, però, hanno un ruolo significativo nell’emissione di gas effetto serra, con una proiezione di circa un miliardo di tonnellate di CO2 all’anno entro il 2021. Di conseguenza, gli scienziati sono costantemente al lavoro per trovare soluzioni di raffreddamento che siano passive e – soprattutto – ecocompatibili.
Un gruppo di ricerca internazionale, composto da scienziati sudcoreani e americani, ha recentemente fatto passi da gigante, ideando un radiatore traslucido per le finestre che promette di ridisegnare i metodi di raffreddamento ambientale. Questa innovativa pellicola sfrutta la tecnologia di raffreddamento radiativo, essendo stata progettata mediante un processo sperimentale che incorpora strutture fotoniche stratificate.
Alte prestazioni
Attraverso l’uso di un sistema avanzato di apprendimento attivo supportato dall’informatica quantistica, i ricercatori hanno potuto integrare efficacemente la produzione di dati, la ricottura quantistica e le tecniche di apprendimento automatico. Questo metodo all’avanguardia ha dimostrato la capacità di questa pellicola di abbassare significativamente la temperatura interna degli edifici, senza dipendere dal consumo di energia elettrica, come specificato dal team:
I dispositivi di raffreddamento radiativo trasparenti possono essere impiegati come componenti per finestre al fine di diminuire il consumo energetico per il raffreddamento di strutture e veicoli, offrendo un contributo importante nella lotta ai problemi legati al cambiamento climatico. Tuttavia, raggiungere al contempo un’ottima trasparenza visiva e un’efficace capacità di raffreddamento risulta complicato. In questo contesto, abbiamo sviluppato un dispositivo di raffreddamento radiativo che mantiene la trasparenza visiva sfruttando strati fotonici e avvalendoci di un approccio di apprendimento assistito da meccanica quantistica.
Questa metodologia integra la generazione proattiva di dati, l’apprendimento automatico e la tecnica della ricottura quantistica in un processo ciclico. Il dispositivo, una volta creato e testato, ha dimostrato la sua capacità di raffreddamento. Tale tecnologia può offrire un risparmio energetico annuo di 86,3 MJ/m2 in ambienti caldi rispetto alle tradizionali finestre di vetro. L’approccio basato sull’apprendimento con l’assistenza della ricottura quantistica può essere adattato alla creazione di altri materiali avanzati.
Nel corso dello studio, il team ha simulato modelli computerizzati utilizzando vari strati sottili di composti chimici, inclusi biossido di titanio, biossido di silicio, nitruro di silicio e ossido di alluminio. Questi materiali sono stati disposti su una base di vetro e successivamente protetti da una pellicola di polidimetilsilossano. Grazie all’applicazione dell’apprendimento automatico e di tecniche informatiche sofisticate, gli scienziati hanno ottimizzato la selezione, la combinazione e la sequenza degli strati di materiali, accelerando il processo di verifica di tutte le possibili combinazioni.
L’innovativa pellicola refrigerante è progettato per fornire il comfort equivalente a quello dei tradizionali sistemi di aria condizionata, eliminando però l’elevato consumo energetico e le emissioni di gas serra. È in grado di bloccare i raggi infrarossi e ultravioletti del sole, mantenendo al contempo la luminosità naturale all’interno degli spazi. Questa tecnologia previene efficacemente il surriscaldamento durante i periodi più caldi, riducendo anche la necessità di illuminazione artificiale diurna e il relativo consumo di energia. Secondo gli studiosi, l’adozione di questa tecnologia nelle regioni più calde potrebbe tradursi in una diminuzione fino al 31% del consumo di elettricità associato all’uso dell’aria condizionata. Le applicazioni future potrebbero estendersi anche ad altri settori, come l’industria automobilistica e quella aeronautica.
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Fonte: ACS Publications
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