Un team di ricercatori del MIT - Massachusetts Institute of Technology - ha messo a punto un nuovo modo di realizzare finestre che possono passare da trasparenti a scure in tempi rapidi, in grado di bloccare la luce solare nei momenti più caldi della giornata e, di conseguenza, ridurre i costi legati al condizionamento degli ambienti.
Quanto creato a Boston - sebbene non si tratti della prima soluzione per rendere opaco un vetro - offre importanti vantaggi dato che, a differenza di altri materiali, questa soluzione utilizza energia solo quando deve cambiare stato e non per il suo mantenimento.
Oscurare in tempi brevi con elettroni e ioni ad alta velocità. Alla base di tutto ci sono materiali elettrocromici, capaci di cambiare colore e trasparenza in risposta a una tensione applicata. Si tratta di materiali diversi da quelli fotocromici - comunemente usati per gli occhiali a scurimento automatico - che hanno tempi di risposta più alti e garantiscono una minore variazione di livelli di opacità.
I materiali elettrocromici esistenti soffrono di limitazioni simili e hanno applicazioni circoscritte, ad esempio nel settore aerospaziale per la realizzazione dei finestrini degli aerei. In condizioni normali, questi materiali impiegano circa un paio di minuti per oscurarsi e la ragione di tale lentezza è che questi cambiamenti si basano sul movimento degli elettroni per dare all'intera finestra una carica negativa. Gli ioni positivi passano successivamente all'interno del materiale per ripristinare il bilancio energetico, creando il mutamento di colore. Ma mentre gli elettroni si muovono velocemente nei materiali, gli ioni sono più lenti, limitando la velocità di reazione complessiva.
Il team del MIT ha superato questo problema usando materiali simili a una spugna chiamati metal-organic frameworks (MOFs) - solitamente utilizzati per stoccare gas - che possono condurre sia elettroni che ioni ad alte velocità.
Oscuramento totale. Un altro problema da affrontare per i ricercatori del MIT è stato trovare una soluzione alla difficoltà di passare da uno stato "completamente trasparente a uno totalmente nero". Il professor Mircea Dinc? e i suoi studenti hanno creato una soluzione che diventa quasi nera, realizzata combinando due composti chimici: un materiale organico e un sale metallico.
Al via le sperimentazioni. La ricerca, al momento, si è limitata a dimostrare le proprietà del nuovo materiale in laboratorio e, a breve, inizieranno i primi test su piccola scala utilizzando un campione di un circa 2,5 cm2. L'obiettivo finale è illustrare il principio di funzionamento a potenziali investitori e capire i costi di produzione di finestre realizzate in questo modo.
Sono inoltre necessari altri test per capire come mai la tecnologia non richieda energia supplementare, se non quando è necessario cambiare stato. Molti materiali elettrocromici esistenti, al contrario, necessitano di una tensione continua per conservare la trasparenza o l'opacità.
Non solo finestre. Secondo il MIT oltre che nelle finestre "intelligenti" il materiale potrebbe trovare spazio in schermi a basso consumo, simili agli electronic ink utilizzati comunemente per i dispositivi per la lettura, ma basati su un approccio totalmente differente.
La ricerca condotta dal team del professore Dinc? è stata in parte finanziata dal Masdar Institute, con sede negli Emirati Arabi, attraverso un accordo di cooperazione siglato con il MIT. Il progetto ha inoltre ricevuto il supporto del Dipartimento di Energia degli Stati Uniti (DOE).
