11 Gennaio 2024
8:13

Una nuova fibra di aerogel ultrasottile che emula il pelo degli orsi polari

I ricercatori dell’Università cinese di Zhejiang hanno inventato una fibra tessile in aerogel ispirandosi alla struttura porosa del pelo degli orsi polari: mantiene il caldo quanto un piumino ma è 5 volte più sottile.

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Una nuova fibra di aerogel ultrasottile che emula il pelo degli orsi polari
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Immagine di archivio di un aerogel.

Una nuova fibra di aerogel (materiale molto poroso e leggero che si produce a partire da un gel, composto quasi completamente da aria) è stata sviluppata da un team di ricercatori dell’Università di Zhejiang, in Cina, ispirandosi al pelo degli orsi polari. Lo studio è stato pubblicato su Science. Gli studiosi hanno inventato una fibra sintetica composta da aerogel all'interno e da gomma all'esterno.

Com'è fatta la nuova fibra di aerogel

Precisamente il rivestimento è in TPU, un polimero composto da una parte di poliuretano e una di gomma, che è molto resistente ma allo stesso tempo elastico. Si tratta quindi di aerogel incapsulato in uno strato sottile di polimero. Così composta, la fibra può avere proprietà meccaniche tali da consentirne la tessitura e la lavorazione a maglia. In questo modo l'aerogel passa da semplice gel a materiale con una certa resistenza, che può essere lavato, tinto e stirato. Insomma, si può usare per realizzare indumenti come maglioni.

La fibra prodotta resiste molto bene a trazione e a deformazione, per via della sua elevata elasticità. Secondo i risultati pubblicati dai ricercatori cinesi, per generare lo stesso calore di un piumino con questa nuova fibra in aerogel basterà una quantità di tessuto 5 volte inferiore. I risultati sembrano promettenti, ma occorre dire che passerà del tempo prima che possiamo vederlo nei negozi e prodotto per il pubblico di massa.

La fibra di aerogel è stata ottenuta tramite liofilizzazione, un processo di essiccazione che avviene a una temperatura al di sotto di 0 °C. In questo modo si ottiene una fibra “congelata” che non ha la consistenza del gel e che riesce ad essere abbastanza sottile. Questa viene poi ricoperta da uno strato di TPU che a sua volta viene essiccato.

Non ci resta che aspettare nuovi sviluppi. Oggi l'aerogel viene usato per cercare nuove soluzioni di isolamento per le abitazioni (con gli infissi, per esempio), oppure per materiali tecnici super leggeri come le racchette da tennis, o ancora in ambito aerospaziale per le tute degli astronauti.

L'ispirazione dal pelo degli orsi polari

Il manto degli orsi polari è formato da peli cavi simili a cannucce, con un buco in mezzo. La struttura interna del pelo è porosa, mentre il guscio esterno è denso. Mentre la parte esterna fornisce la resistenza necessaria, la cavità rende il pelo del mammifero molto leggero e isolante, perché l’aria intrappolata nella cavità abbassa la conducibilità termica del sistema. È quello che succede anche nel caso degli infissi con una camera d'aria tra due vetri.

Per resistere alle temperature rigide presenti nelle aree in cui vivono, gli orsi polari hanno sviluppato questo particolare tipo di pelo che gli consente di tenersi al caldo. La struttura della fibra di aerogel messa a punto dagli studiosi dell'Università di Zhejiang ricalca appunto quella presente naturalmente nel pelo degli orsi polari.

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Aerogel e isolamento termico

L'aerogel è uno tra i materiali più leggeri e isolanti al mondo. Le sue particolari caratteristiche derivano dalla sua composizione. Questo materiale si realizza a partire da un gel ed costituito per il 95-99% da bolle d'aria. La sua porosità causa una leggerezza fuori dal normale; al suo interno è c'è quasi solo gas. Una caratteristica simile comporta proprietà molto avanzate. Tra queste, il materiale ha una conduttività termica molto bassa e per questo motivo è un ottimo isolante termico.

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