Dai Berkeley Labs un nuovo materiale per le finestre "intelligenti"

Un gruppo di ricercatori presso i Berkeley Lab ha progettato un nuovo materiale capace di filtrare in maniera indipendente la luce visibile e le radiazioni vicine all'infrarosso (NIR - Near Infrared Radiation) che può essere utilizzato per ricoprire vetri e finestre allo scopo di migliorare l'efficienza energetica degli edifici.

Delia Milliron, responsabile della ricerca presso il Departement of Energy del Lawerence Berkeley National Laboratory, osserva: "Negli USA impieghiamo circa un quarto della nostra energia a scopo di illuminazione, riscaldamento e condizonamento dei nostri edifici. Il materiale che abbiamo sviluppato, se usato come copertura delle finestre, può avere un impatto sull'efficienza energetica degli edifici".

Il nuovo materiale sviluppato dai ricercatori, già noti per lo sviluppo di una tecnologia "smart-window" in grado di bloccare i NIR senza impedire il passaggio della luce visibile, è costituito da speciali nanocristalli inseriti in una matrice vetrosa. A differenza, prò delle tecnologie esistenti, il nuovo materiale offre un controllo selettivo sulla luce visibile e sui NIR, grazie ad un particolare effetto elettrochimico che permette di cambiare il comportamento del materiale per mezzo di una piccola scarica elettrica.

La possibilità di controllare in maniera indipendente la radiazione nello spettro del visibile e la radiazione NIR consente di illuminare un ambiente interno con luce naturale, senza però l'accumulo di calore che si verifica quando la luce solare passa attraverso una finestra. Si riduce in questo modo sia la necessità di un sistema di illuminazione artificiale per l'uso diurno, sia di sistemi di condizionamento. Il materiale può essere usato per bloccare completamente il passaggio della radiazione luminosa e NIR, oppure per essere completamente trasparente.

Alla base di questa tecnologia vi è lo sviluppo di un nuovo materiale elettrochimico realizzato con nanocristalli di ossido di indi-stagno all'interno di una matrice vetrosa di ossido di niobio. Il materiale così realizzato mostra un'interazione sinergica nelle regioni dove la matrice vetrosa incontra i nanocristalli, tale da incrementare la forza dell'effetto elettrochimico e da consentire, in ultima analisi, di realizzare pellicole più sottili senza che ne vengano compromesse le prestazioni. Il modo in cui gli atomi si collegano nell'interfaccia nanocristallo-vetro causa un ricollocazione strutturale della matrice vetrosa che consente alle cariche elettriche di muoversi più rapidamente. Si tratta di una scoperta interessante poiché, oltre alla realizzazione della particolare pellicola descritta sopra, questa tecnologia potrebbe aprire nuove interessanti opportunità nel campo dello sviluppo delle batterie, dove è fondamentale trovare metodi che consentano un'efficiente spostamento degli ioni negli elettrodi.