Porosi, poco densi, gli aerogel sono perfetti per l’isolamento termico nell’industria aerospaziale. Ma a parte questo, oggi sono poco conosciuti ai più, ed è un peccato, perché le loro proprietà sono davvero uniche. Per fortuna gli scienziati dell’Università Nazionale di Singapore (NUS) vogliono rendere gli aerogel una tecnologia molto più popolare, estendendo il loro utilizzo in sempre più settori importanti, come l’edilizia, la bonifica ambientale, la somministrazione di farmaci e l’abbigliamento.
Cosa sono gli aerogel
Per chi non conoscesse questa tecnologia, gli aerogel sono degli innovativi materiali solidi ultraleggeri, costituiti principalmente da aria (da qui il termine “aero” e “gel”). Spesso soprannominati “fumo solido” o “fumo congelato” a causa del loro aspetto traslucido, sono composti per oltre il 99% di aria.
Come già accennato, gli aerogel presentano una densità notevolmente bassa che possono essere fino a 500 volte inferiori a quelle dell’acqua. Inoltre hanno una struttura altamente porosa, con pori che costituiscono fino al 99,8% del volume totale e contribuiscono alle sue proprietà termiche e di isolamento.
L’impiego universale degli aerogel
Riporta Eurekalert, un team di ricerca guidato dal professore associato DUONG Hai-Minh del Dipartimento di Ingegneria Meccanica del NUS ha sviluppato degli aerogel per due nuove applicazioni: il raffreddamento radiativo e l’assorbimento delle onde elettromagnetiche (EMW).
Ma non si parlava di un uso popolare? In realtà queste applicazioni sono molto utilizzate in diversi settori industriali. Prendiamo ad esempio il raffreddamento radiativo: i loro aerogel sono ricavati da rifiuti di plastica, e fungono da isolanti termici. Se applicati a superfici come i tetti degli edifici, essi riducono le temperature interne senza consumare energia, offrendo una soluzione scalabile e sostenibile per la gestione termica.
Oltre al raffreddamento, i ricercatori hanno sviluppato degli aerogel che assorbono le onde elettromagnetiche legate alle bande X, per intenderci quelle utilizzate per il monitoraggio meteorologico e il controllo del traffico aereo. Leggeri e durevoli, gli aerogel proteggono gli esseri umani e le apparecchiature dall’inquinamento elettromagnetico.
Più precisamente, con uno spessore di circa 3 millimetri, essi assorbono il 99,99% dell’energia EMW, offrendo una larghezza di banda di assorbimento di 1,2-2,2 GHz nella banda X. Sono circa 10 volte più leggeri rispetto ai compositi esistenti e non richiedono l’uso di filler polimerici pesanti, rendendoli sia efficienti che pratici.
Alla conquista di interi settori (e a basso costo)
Migliorando costantemente le proprietà meccaniche degli aerogel, il team punta ad ampliarne l’uso in vari progetti relativi all’edilizia e anche a tanti altri ambiti. Anche perché gli aerogel hanno mostrato un grande potenziale in vari campi, dalla bonifica ambientale alla somministrazione di farmaci, fino all’abbigliamento. Inoltre, riciclando materiali di scarto come appunto i rifiuti di plastica sopraccitati, questi aerogel non solo forniscono soluzioni innovative ma contribuiscono anche alla sostenibilità ambientale.
E il tutto a un prezzo irrisorio. Il costo di produzione è significativamente inferiore rispetto ad altri materiali commerciali. Ad esempio, la produzione di un metro quadrato di aerogel con uno spessore di un centimetro costa meno di 74 dollari, rispetto ai 133-738 dollari di altri materiali simili.
Per saperne di più su questo studio, raccomandiamo la lettura completa del paper pubblicato su Solar Energy.
Xue Yang Goh a 1, Jaesuk Hwang b 1, Luon Tan Nguyen a, Ren Hong Ong a, Tianliang Bai a, Hai M. Duong, Sub-ambient radiative cooling with thermally insulating polyethylene terephthalate aerogels recycled from plastic waste
Author links open overlay panel, Solar Energy (2024), DOI: 10.1016/j.solener.2024.112544
