Cina: un metatessuto che riflette i raggi solari

Tra i benefici del nuovo materiale prodotto dai ricercatori dell'Università di Zhejiang, la riduzione delle morti per calore estremo e la diminuzione degli impianti di aria condizionata e riscaldamento, responsabili del 10% del consumo energetico globale.  

di Flavio Natale

“Nel 2020, uno studente laureato dell'Università di Zhejiang in Cina ha indossato un gilet bianco e si è seduto alla luce diretta del sole per un'ora. A pochi metri di distanza, i ricercatori hanno monitorato la sua temperatura corporea con telecamere a infrarossi e sensori sulla sua pelle. Metà del gilet era di cotone ordinario; l'altro di metafabric, un nuovo tessuto sperimentale fatto di fibre sintetiche e nanoparticelle che riflettono luce e calore. Dopo un'ora al sole, la metà dello studente coperta dal metatessuto era di quasi cinque gradi Celsius più fresca del lato coperto dal gilet di cotone”.

Secondo una ricerca pubblicata il 6 agosto su Science, metafabric rappresenterebbe infatti l’ultimo modello di un tessuto volto alla gestione del calore personale, un abbigliamento in grado di riscaldare o raffreddare chi lo indossa. I ricercatori, a questo proposito, affermano che la loro intenzione non sarà solo quella di “migliorare il comfort personale”, ma anche di “ridurre le morti per il calore estremo” e “contribuire alla mitigazione del cambiamento climatico”, riducendo la necessità di aria condizionata e riscaldamento (che rappresentano a oggi circa il 10% del dispendio globale di elettricità).

"Stiamo consumando enormi quantità di energia per raffreddare il nostro ambiente", afferma Yaoguang Ma, uno dei ricercatori senior del progetto e professore di Scienze ottiche e Ingegneria presso l'Università di Zhejiang. “Se possiamo trasformare questo tipo di tessuto in vestiti e venderli alle persone, allora possiamo risparmiare molta energia”.

Il metatessuto ha mantenuto ottime prestazioni anche a confronto di altri materiali e, rispetto alla pelle nuda, si è registrata un’escursione termica di 10,2 gradi in meno. In un ulteriore esperimento, i ricercatori hanno confrontato la temperatura all'interno di modellini di auto giocattolo ricoperti con tessuti commerciali per veicoli, comparando poi il risultato con il metatessuto, o con nessuna copertura. “La macchina rivestita di metatessuto è rimasta di 27 gradi Celsius più fresca dell'auto coperta e di 30 gradi più fresca di quella scoperta”.

Metafabric è costituito da una fibra sintetica rivestita in politetrafluoroetilene (Teflon) e contiene minuscole nanoparticelle di biossido di titanio, lo stesso metallo utilizzato nella protezione solare. “Il calore del sole si presenta in diverse forme”, si legge su Wired, “tra cui la luce visibile (le lunghezze d'onda intercettabili dagli esseri umani), gli infrarossi e gli ultravioletti (Uv), che possono causare scottature e cancro della pelle”. Mentre il biossido di titanio riflette la maggior parte dei tipi di luce, assorbe i raggi Uv (motivo per cui si diventa caldi quando si indossa la protezione solare), il teflon riflette le lunghezze d'onda Uv. La combinazione del teflon e del biossido di titanio fa sì che il metatessuto rifletta quasi tutta la luce solare. "Essenzialmente, è uno specchio", dice Ma.

I meccanismi alla base del metatessuto sono stati utilizzati in altre applicazioni come vernici riflettenti per edifici e navette spaziali, ma “questa è la prima volta che viene ingegnerizzato in un tessuto, e quindi è eccitante”, commenta YuHuang Wang, professore del Dipartimento di Chimica e biochimica dell'Università del Maryland. "È un lavoro piuttosto interessante che dimostra che puoi effettivamente incorporare nuove funzionalità nei tessuti".

Erik Torgerson, ingegnere del Security and survivability lab di Sri International, sottolinea invece che l'aggiunta di particelle di biossido di titanio a un tessuto potrebbe rendere gli indumenti più pesanti. “E qualsiasi prodotto realizzato con materiali che riflettono la luce quasi certamente dovrà essere bianco, limitando così le opzioni dei consumatori”.

Il team di Ma ammette di non aver testato l'opinione dei consumatori riguardo al metafabric, ma afferma di essere stato contattato da circa 40 o 50 aziende interessate a utilizzarlo. Una di queste, Toread (società cinese impegnata nella vendita di articoli sportivi e per attività all'aperto), sta lavorando con i ricercatori per esplorare la produzione su larga scala.

Se il metatessuto e altri tessuti di raffreddamento troveranno un percorso verso il mercato, potrebbero svolgere un ruolo cruciale nell'adattamento ai cambiamenti climatici. Il recente rapporto dell'Intergovernmental panel on climate change (Ipcc) ci ha infatti ricordato gli effetti disastrosi delle alte temperature sulle persone (solo negli Stati Uniti, il colpo di calore provoca o contribuisce a circa 700 decessi ogni anno), mentre l'Agenzia internazionale per l'energia (Iea) prevede che la domanda globale di condizionatori triplicherà nei prossimi 30 anni.

Così, i tessuti per la gestione del calore personale potrebbero in futuro offrire un’alternativa all'aria condizionata. Per questa ragione, è importante per il team di Ma mantenere bassi i prezzi.

“Stiamo cercando di renderlo il più economico possibile, così sarà in grado di servire tutte quelle persone che non sono ricche, che non sono potenti”, dice Ma. “Questo è uno dei miei desideri: far sì che le persone normali traggano beneficio dalla tecnologia”.

di Flavio Natale

Giovedì 26 Agosto 2021