Il Politecnico di Zurigo ha sviluppato un rivestimento ultrasottile a base d’oro in grado di convertire la luce solare in calore. Il rivestimento può essere applicato al vetro permettendo di evitare il suo appannamento o di limitarlo a pochi istanti.
Chiunque abbia indossato gli occhiali e una mascherina nelle stagioni più fredde durante il periodo pandemico sa cosa significa la “frustrazione da appannamento”. Per mostrare le capacità del loro rivestimento, i ricercatori del Politecnico di Zurigo lo hanno infatti applicato a un paio di occhiali: una lente è in normale vetro, l’altra è rivestita.
Come funziona l’antiappannamento a base d’oro
Metà dell’energia contenuta nella luce solare risiede nello spettro degli infrarossi, l’altra metà nello spettro della luce visibile e dei raggi UV. Il segreto del rivestimento inventato dal Politecnico di Zurigo sta nella sua capacità di assorbire selettivamente la radiazione solare, ovvero gran parte della radiazione infrarossa, provocando un riscaldamento fino a 8° C.
Esistono già altri metodi antiappannanti, come gli spray che fanno uso di molecole idrofile le quali diffondono in modo uniforme la condensa ma che possono essere applicati male e che comunque esauriscono la loro funzione in un tempo relativamente breve. E ovviamente ci sono le soluzioni che usano un riscaldamento elettrico, come il lunotto dell’auto, ma che ovviamente hanno bisogno di una fonte di energia che alimenti il sistema.
Il rivestimento svizzero usa il sole come fonte di energia, e si può dire che il suo sia un riscaldamento passivo, perché non richiede altra energia se non quella che arriva direttamente dalla nostra stella.
Il risultato ottenuto dai ricercatori è lo sviluppo di un lavoro già presentato tre anni fa. L’attuale tecnologia si avvale di un sottilissimo strato fatto di “grappoli” d’oro – realizzato grazie alla deposizione fisica da vapore – che ha il compito di assorbire la radiazione infrarossa.
Questa pellicola d’oro bucherellata è inserita in un sandwich di due strati ultrasottili di ossido di titanio, un materiale elettricamente isolante. Grazie alle loro proprietà di rifrazione, questi due strati esterni aumentano l’efficacia dell’effetto di riscaldamento. Inoltre, lo strato superiore di ossido di titanio ha anche il compito di proteggere lo strato d’oro dall’usura.
Complessivamente, l’intero rivestimento ha uno spessore di soli 10 nanometri e può essere prodotto con processi di fabbricazione standard e facilmente scalabili. I ricercatori dicono che, in confronto, una comune foglia d’oro è dodici volte più spessa e che il loro rivestimento richiede così poco oro che i costi del materiale rimangono bassi. Tuttavia, hanno intenzione di valutare se altri metalli funzionino altrettanto bene.
Una tecnologia applicabile ad altri utilizzi
L’esempio degli occhiali è un utilizzo immediato che serve a far comprendere facilmente le potenzialità della tecnologia, ma il rivestimento potrebbe essere applicato a tutti gli oggetti che devono essere trasparenti ma che non devono sviluppare condensa o essere riscaldati, come parabrezza, finestre, specchi e anche sensori ottici.
Inoltre, poiché i singoli “acini” d’oro si toccano tra di loro affinché possano condurre elettricità, in assenza di luce solare sarebbe possibile utilizzare l’elettricità per riscaldare il rivestimento, sebbene i ricercatori affermino che l’antiappannamento funzioni anche in condizioni di cielo nuvoloso.
L’aumento della temperatura provocato dallo strato d’oro potrebbe far pensare a edifici o auto più calde d’estate nel caso in cui finestre o finestrini utilizzassero il rivestimento. I ricercatori però hanno spiegato che, poiché il rivestimento del vetro assorbe i raggi infrarossi del sole riscaldando in modo specifico il vetro e impedendo alle radiazioni di raggiungere l’interno dell’auto o dell’edificio, il volume interno si riscalderebbe ancora meno di quanto farebbe senza il rivestimento.
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