Una nuova tipologia di vetro è in grado di bloccare selettivamente la luce solare visibile e quella medio infrarossa.
di Mike Orcutt
Una finestra di vetro in grado di oscurarsi a comando potrà sembrare intrigante, ma un nuovo passo avanti potrebbe renderla addirittura sorprendente – ed aiutare la tecnologia a diffondersi, finalmente. Il vetro intelligente risale ormai a decenni fa, ma continua ad essere alquanto caro e trovare solamente applicazioni di nicchia, come i finestrini dei velivoli commerciali Boeing. Una nuova tipologia di vetro elettrocromico, in grado di cambiare colore in risposta all’applicazione o rimozione di una scarica elettrica, è però più versatile rispetto alla tecnologia oggi in commercio, e potrebbe addirittura essere più economica.
I materiali attualmente in commercio riescono a bloccare solamente la componente visibile della luce solare, permettendo così alla componente invisibile e quasi a infrarossi, responsabile della produzione di calore, di passare. Una nuova tipologia di vetro, sviluppata da un gruppo guidato da Delia Milliron dell’Università del Texas, ad Austin, è in grado di bloccare selettivamente la componente medio infrarossa (che produce calore) e la componente visibile della luce solare. Stando alla Milliron, le prestazioni di questo vetro sarebbero tali da permettere alla startup da lei co-fondata di procedere con la costruzione di un primo prototipo di linea di produzione.
Componente chiave di questo vetro più intelligente è una “cornice” di nanocristalli composti da un materiale conduttivo ed incorporati all’interno di un materiale vetroso. I nanoscristalli e il materiale vetroso hanno proprietà ottiche distinte che variano quando sottoposte ad una carica elettrica. I nanocristalli possono bloccare la porzione medio infrarossa della luce o permetterle di passare attraverso, mentre il materiale vetroso può passare da uno stato trasparente ad uno in grado di bloccare la luce visibile.
Il “nanocomposito” è in grado di bloccare fino al 90 percento della luce medio infrarossa e l’80 percento della luce visibile. Oltre alla modalità trasparente e a quella oscurata, il vetro risultante è in grado di passare ad una modalità “rinfrescante”, che potrebbe aiutare gli edifici a risparmiare energia nelle giornate più calde. Il vetro è in grado di passare da una modalità all’altra nel giro di pochi minuti – più velocemente rispetto ai materiali utilizzati per gli odierni vetri elettrocromici. Abbinati a tecniche produttive più economiche e potenzialmente affidabili, questi attributi potrebbero promuovere la diffusione del nuovo materiale.
L’approccio produttivo della Heliotrope Technologies, la startup co-fondata dalla Milliron, è diverso da quello adoperato oggi dai produttori di vetri elettrocromici, i quali hanno faticato con le basse rese. Laddove le tecniche convenzionali si affidano a processi dall’elevato costo energetico, la tecnologia che la Heliotrope mira a commercializzare si basa sulla deposizione di soluzioni su pellicole di vetro, soluzione più rapida e meno dispendiosa.
La tecnologia della Milliron funziona in maniera del tutto simile a quella delle batterie ricaricabili. Immaginate che il dispositivo si presenti nella sua forma trasparente. Applicando una determinata quantità di corrente – attivando un interruttore – i nanocristalli si caricano ed assorbono la luce medio infrarossa. Caricando ulteriormente il dispositivo, anche il materiale vetroso viene caricato, passando dallo stato trasparente a quello oscurato. Scaricando il vetro si torna ad avere il vetro nella sua forma trasparente.
Nell’ultima dimostrazione, il team ha mostrato come la disposizione dei nanocristalli secondo una particolare architettura permetta a elettroni e ioni di attraversare rapidamente il materiale vetroso ed i nanocristalli. Grazie a questo risultato, il composito è in grado di passare da una modalità all’altra ad una velocità superiore. Rispetto alla precedente iterazione di vetro elettrocromico, che presentava una tinta leggermente marrone, il nuovo materiale crea una tinta più blu che, secondo la Milliron, sarebbe fondamentale per diverse applicazioni commerciali. Il presidente della Heliotrope, Jason Holt, sostiene che la società dovrebbe presentare i suoi primi prodotti commerciali nel 2017.
(MO)
