Trasparenze intelligenti

Ambienti sani e vivibili. A renderli tali presto potranno concorrere i vetri delle nostre finestre. È nella laboriosa Cina – dove lo smog è un problema molto serio – che si sta studiando il vetro cattura particolato che potrà essere prodotto su larga scala.
Raffaella Quadri per Radio Bullets. Musiche di Walter Sguazzin.
Photo credits: YU Shuhong – USTC

Se vi chiedessi di guardarvi attorno e dirmi cosa, nella stanza in cui vi trovate ora o nella vostra casa, ritenete possa essere in grado di assicurarvi comfort e di proteggere la vostra salute, che cosa mi indichereste?
Ho fatto una prova con alcuni amici e le risposte sono state le più varie – e in parte anche divertenti – ma nessuno ha pensato ai vetri.
Eppure senza di loro, in effetti, non potremmo vivere bene. Garantiscono un’illuminazione naturale, proteggono dall’inquinamento e dai rumori, dal caldo, dal freddo e dalle intemperie, e ci garantiscono un ambiente vivibile e sano.

Certo noi non ci abbiamo pensato, ma i cinesi evidentemente sì. Perché loro, alle prese con città superaffollate, tra rumore e smog hanno spesso un bel da fare. Ecco quindi che arriva proprio dalla Cina una ricerca della USTC (University of Science and Technology of China) ovvero l’Università della Scienza e della Tecnologia della Cina.
Il team di ricercatori, guidati dal professore YU Shuhong, sta lavorando alla creazione di una tipologia di vetro intelligente, in grado non solo di regolare l’intensità della luce che l’attraversa, ma anche e soprattutto di ridurre la concentrazione del particolato atmosferico (PM) nell’ambiente interno, in poche parole di catturare lo smog.
In particolare si tratta del PM2,5 – ovvero le particelle sospese che hanno un diametro aerodinamico di 2,5 μm – e che, insieme al più noto PM10 respiriamo abitualmente nell’aria inquinata delle nostre città.

L’università cinese non è la sola ad avere condotto ricerche su nuove tipologie di vetri, le cosiddette “smart windows” già esistono, ovvero finestre intelligenti capaci di regolare la filtrazione della luce in base alle condizioni esterne, se non addirittura di sfruttare la luce solare per produrre energia elettrica, tuttavia i ricercatori si sono ora concentrati sulla filtrazione dell’aria e sulla possibilità di realizzare una soluzione che fosse industrializzabile facilmente e che permettesse, in sostanza, di essere prodotta su larga scala e a costi accessibili.

Il segreto è la struttura trasparente e flessibile che va a comporre il vetro, realizzata con una pellicola formata da elettrodi in Argento nylon (Ag-nylon) caratterizzata da una capacità di rimuovere il particolato elevata, che supera il 99%, e dalla velocità con cui realizza tale rimozione. Gli studiosi nell’articolo pubblicato a fine febbraio sulla rivista “iScience” hanno spiegato come la pellicola in soli 50 secondi riesca a ridurre la densità di PM2,5 da un livello definito “molto inquinato” (248 μg/m3) fino a un livello indicato come “buono” (32,9 μg/m3) . Una riduzione notevole, il valore limite (VL) annuale per la salute umana è indicato a 25 μg/m3.
La pellicola in Ag-nylon si dimostra quindi un ottimo filtro che, per di più, può anche essere riciclato. Non da ultima, altra sua caratteristica importante è la resistenza meccanica: le prove di laboratorio hanno dimostrato come, dopo 10mila cicli di piegatura e, ancora, dopo 100 cicli di filtrazione del particolato e un processo di pulizia, le sue prestazioni siano rimaste invariate.

Scalabilità della produzione e costi accessibili erano tra gli obiettivi della ricerca, e in effetti il prototipo grande di 7,5 metri quadrati per essere realizzato ha richiesto un costo di poco più di 15 dollari e circa 20 minuti di tempo. Del resto, come spiegano i ricercatori, la produzione di elettrodi in Ag-nylon avviene attraverso un semplice processo di rivestimento che non ha bisogno di particolari attrezzature e che si basa sull’utilizzo di un tessuto di nylon disponibile in commercio, come substrato, e di una soluzione di etanolo e nanofili di argento (Ag NW) usata invece come inchiostro.
Un procedimento quindi a basso costo che potrebbe rivelarsi interessante proprio per lo sviluppo futuro delle finestre intelligenti.

E chissà, magari, una prossima volta, alla domanda su cosa garantisca comfort e salute in casa, qualcuno citerà proprio le finestre!

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