IRVINE (California) – Traendo ispirazione dalla pelle dei cefalopodi (classe di molluschi a cui appartengono i calamari e i polpi), gli ingegneri dell’Uci, Università della California che che la sede a Irvine, hanno inventato un materiale composito in grado di isolare il calore di tazze per bevande come il caffè, borse da viaggio per ristoranti, pacchi e persino container. L’innovazione è una pellicola polimerica metallizzata che riflette gli infrarossi sviluppati nel laboratorio di Alon Gorodetsky, professore associato di ingegneria chimica e biomolecolare dell’UCI.
L’isolamento del calore grazie al materiale creato in base ai cefalopodi
In un articolo pubblicato su Nature Sustainability, Gorodetsky e i membri del suo team descrivono un materiale composito di grandi dimensioni che regola il calore per mezzo di strutture metalliche riconfigurabili che possono separarsi in modo reversibile l’una dall’altra e riunirsi sotto diversi livelli di deformazione.
“Le isole metalliche nel nostro materiale composito sono una accanto all’altra quando il materiale è rilassato e si separano quando il materiale viene allungato, consentendo il controllo della riflessione e della trasmissione della luce infrarossa o della dissipazione del calore”, ha affermato il professor Alon Gorodetsky.
Le modifiche alle dimensioni dei cromatofori aiutano i calamari a comunicare e camuffare i loro corpi per sfuggire ai predatori. Gorodetsky ha affermato che imitando questo approccio, il suo team ha abilitato la “termoregolazione regolabile” nel loro materiale, che può portare a una migliore efficienza energetica e proteggere le dita sensibili dalle superfici calde e anche bollenti.
La tecnica di fabbricazione
Un importante passo avanti di questo progetto è stato lo sviluppo, da parte dei ricercatori dell’UCI, di un metodo di produzione economico del loro materiale composito in quantità rilevanti per l’applicazione. Le materie prime di rame e gomma partono da circa un centesimo per metro quadrato con i costi ulteriormente ridotti dalle economie di scala.
La tecnica di fabbricazione del team prevede il deposito di una pellicola di rame su un substrato riutilizzabile come un foglio di alluminio e quindi la spruzzatura di più strati polimerici sulla pellicola di rame, il tutto può essere fatto in quasi tutte le dimensioni immaginabili del lotto.
La strategia sviluppata e le economie di scala dovrebbero consentire l’utilizzo del materiale composito in un’ampia gamma di applicazioni: dalla tazza di caffè fino alle tende, o in qualsiasi contenitore in cui si desideri una regolazione della temperatura regolabile. Quindi anche i container.
L’invenzione ha una spiccata componente ambientale e di economia circolare, ha affermato l’autore principale Mohsin Badshah, ex studioso post-dottorato dell’UCI in ingegneria chimica e biomolecolare. “Il materiale composito può essere riciclato alla rinfusa rimuovendo il rame con aceto e utilizzando metodi commerciali consolidati per riutilizzare il restante polimero estensibile”, ha affermato. “Esiste un’enorme gamma di applicazioni per questo materiale”, ha affermato Gorodetsky.
La ricerca è stata finanziata dai militari della Defense Advanced Research Projects Agency, dall’Advanced Research Projects Agency – Energy e dall’Air Force Office of Scientific Research. È già stato richiesto un brevetto provvisorio per la tecnologia e il processo produttivo.
