Nottingham: nuovo materiale composito si raffredda all’esposizione di temperature estreme

La rivista di settore Scientific Reports riporta tra le sue pagine dell’ottobre 2018 un interessante studio elaborato ed effettuato dai ricercatori della Notthingham Trent University (Regno Unito) dal titolo “Temperatura – l’assorbitore dipendente del polimero come reattore scambiabile dello stato NIR.

Qui di seguito si riportano le parole del Dottor Mark Alston, della facoltà di Ingegneria dove ricopre il ruolo di assistente del professore della cattedra di progettazione ambientale:

 “Una sfida rilevante nel mondo dei materiali scientifici si è imposta per cercare di capire come trovare una modalità di regolazione termica dei materiali realizzati dall’uomo, allo stesso modo in cui il corpo umano è in grado di adattarsi in relazione alle proprie condizioni ambientali esterne”.

La ricerca si è sviluppata tramite l’applicazione di una rete di numerosi microcanali con fluidi attivi scorrenti (fluidodinamici), come metodo e prova del concetto di sviluppare un materiale termico-funzionale costituito di un polimero sintetico. Il materiale è stato migliorato con precise misure di controllo che sono in grado di scambiare stati conduttivi per gestire la propria temperatura in relazione al suo ambiente.

“Questo avvicinamento ingegneristico ispirato dall’ecologia, fa procedere il montaggio strutturale dei polimeri per l’uso nei materiali avanzati. La natura utilizza i fluidodinamici per regolare e gestire la temperatura nei mammiferi e nelle piante per assorbire le radiazioni solari, attraverso la fotosintesi.  Per questo la ricerca si è servita di un modello del tipo di foglia per imitare questa funzione nel polimero.

Il Dott. Alston aggiunge: “Questo approccio avrà risultati su un materiale avanzato in grado di assorbire le alte radiazioni solari, come può fare il corpo umano, per raffreddarsi autonomamente qualsiasi sia l’ambiente in cui è posto. Un materiale termico-funzionale potrebbe essere usato come sistema di termoregolazione per le lesioni da ustione così da raffreddare la temperatura della superficie della pelle, monitorare e migliorare la guarigione.”

Inoltre, questo tipo di regolazione del flusso del calore potrebbe permettere straordinari passi avanti nelle attività spaziali e aeronautiche, dove la grande carica dei raggi causa spesse volte stress termici all’integrità strutturale dei veicoli.

Questa scoperta, non solo, permetterebbe di migliorare le proprietà strutturali dei veicoli spaziali, ma porterebbe ulteriormente la possibilità di generare energia utile. Secondo gli studi dell’Università britannica questa energia termica può essere rimossa dalla circolazione del sistema del fluido per essere conservato in un serbatoio a bordo delle sonde e dei satelliti. Una volta catturata, questa è convertibile in energia elettrica o può essere utilizzata come caldaia per scaldare l’acqua per l’utilizzo dall’equipaggio.

Gli sperimenti su questo nuovo materiale vengono portati avanti in laboratorio dal Governo britannico nell’Istituto di Ricerca del Paese: Scientific Research Facilities Council (SRFC). Il prossimo passaggio nell’esame è una dimostrazione che permetta di migliorare le manifatture spaziali e di incontrare un collaboratore industriale.


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