Traendo ispirazione dalla pelle dei calamari, creature marine che vivono a grandi profondità dove la temperatura dell’acqua è piuttosto fredda, gli ingegneri dell’Università della California, hanno sviluppato una coperta termica adattiva di nuova generazione che offre all’utilizzatore la possibilità di controllare la temperatura. Questo tipo di coperte verranno utilizzate nello spazio dagli astronauti. L’innovazione è dettagliata in uno studio pubblicato su Nature Communications .
“Coperte termiche ultraleggere sono in circolazione da decenni, ad esempio i maratoneti si avvolgono in esse per prevenire la perdita di calore corporeo dopo una gara, ma tutte hanno l’inconveniente di essere fatte da un materiale statico“, ha spiegato il coautore Alon Gorodetsky, professore associato di ingegneria chimica e biomolecolare. “Abbiamo realizzato una versione con proprietà modificabili in modo da poter regolare la quantità di calore intrappolata o rilasciata.”
I ricercatori dell’UCI hanno preso spunti di design da varie specie di calamari, polpi e seppie che utilizzano la loro pelle adattabile e dinamica per prosperare negli ambienti acquatici. L’abilità unica di un cefalopode di mimetizzarsi cambiando rapidamente colore è dovuta, in parte, alle cellule della pelle chiamate cromatofori che possono modificare istantaneamente la propria forma da punti minuti a dischi appiattiti.
“Abbiamo usato un concetto simile nel nostro lavoro, creando uno strato di queste minuscole “isole”metalliche allineate“, ha spiegato l’autrice principale Erica Leung, una studentessa dell’UCI in ingegneria chimica e biomolecolare. “Nello stato rilassato, le isole sono vicine tra loro e il materiale riflette e intrappola il calore, come una tradizionale coperta spaziale in Mylar. Al contrario, quando il materiale viene teso, gli spazi tra le isole si allargano, permettendo alle radiazioni infrarosse di passare e disperdersi“.
Gorodetsky ha detto che sono possibili molte altre applicazioni per il nuovo materiale: ad esempio con questo materiale si potranno realizzare degli inserti riflettenti negli edifici per fornire uno strato isolante che si adatta alle diverse condizioni ambientali; si potranno fabbricare tende che sarebbero eccezionalmente buone per il campeggio all’aria aperta; e si potranno realizzare tessuti in grado di gestire efficacemente la temperatura di componenti elettronici di valore.
Il settore tessile potrebbe diventare l’area di applicazione ideale per il nuovo tessuto, infatti la realizzazione di capi d’abbigliamento appare perfetta per il nuovo materiale bio-ispirato, secondo Gorodetsky, che collabora a progetti di ricerca con le controparti del produttore di abbigliamento sportivo Under Armour Inc.
“La temperatura alla quale le persone si sentono a proprio agio in un ufficio è leggermente diversa per tutti: dove una persona potrebbe stare bene a 20 gradi,un’altra potrebbe preferire 25 gradi“, ha detto. “La nostra invenzione potrebbe portare a realizzare indumenti che si adattano al comfort di ogni persona in ambienti chiusi, il che potrebbe comportare un risparmio dal 30 al 40 percento sul consumo di energia per il riscaldamento e l’aria condizionata.”
E quei maratoneti che si avvolgono nelle coperte spaziali potrebbero essere in grado di digitare un numero su un’interfaccia utente integrata nell’indumento per ottenere il livello desiderato di comfort termico, ottimizzando le prestazioni durante le gare e la fase di recupero successiva alla prestazione.
Altri vantaggi menzionati dalla Leung includono la leggerezza del materiale, la facilità di produzione ed il suo basso costo, oltre ad una lunga durata. Questo materiale, secondo i suoi inventori, può essere sottoposto a moderate trazioni, e quindi essere allungato, per poi ritornare autonomamente al suo stato originale migliaia di volte.
