Grafene e nuove applicazioni: arriva anche la climatizzazione “indossata”

Il grafene, materiale sinonimo di innovazione per le sue strabilianti proprietà apre a nuove interessanti prospettive nell’ambito degli indumenti climatizzanti, grazie a un nuovo studio dei ricercatori dell’Università di Manchester, i quali hanno creato un tessuto adattivo capace di abbassare la temperatura corporea di chi lo indossa in climi caldi ma nel contempo tenere al caldo nei climi freddi. (Fonte immagine di copertina: University of Manchester)

Un grande incrocio tra moda ed innovazione quello della University of Manchester, con il National Graphene Institute dell’ateneo britannico che ha sviluppato un metodo per la produzione di filati a base di grafene utilizzabili per la produzione di tessuti intelligenti.

In particolare, il team guidato dal professor Coskun Kocabas, ha creato un tessuto idoneo alla realizzazione di abiti adattivi, in grado cioè di aiutare la regolazione termica del corpo in funzione della temperatura esterna, o comunque di mantenere il calore quando fa freddo, e garantire il fresco quando fa caldo. Il risultato è conseguibile grazie all’utilizzo del grafene che può essere opportunamente regolato per alterare la radiazione termica.

La base di partenza dei ricercatori è costituita dal fatto che il corpo umano irradia energia termica sotto forma di onde elettromagnetiche nello spettro infrarosso. In sostanza più caldo è il corpo umano, maggiore sarà la radiazione infrarossa emessa, con alcuni vestiti progettati per consentire a questo calore di passare liberamente, aiutando a mantenere bassa la temperatura corporea, mentre altri sono progettati per bloccarlo e “scaldare” chi li indossa. Il team ha ingegnerizzato il tessuto intelligente messo a punto perché fosse in grado di svolgere entrambi i ruoli, con la capacità di passare dinamicamente tra questi due stati.

Come spiega il coordinatore del team Kocabas “Controllare la radiazione termica è una necessità fondamentale per diverse applicazioni critiche come la gestione della temperatura corporea in climi critici. Le coperte termiche sono il tipico esempio di questa capacità. Tuttavia, mantenere queste funzionalità mentre l’ambiente si riscalda o si raffredda ha rappresentato una sfida eccezionale”.

In particolare gli scienziati sono riusciti a dimostrare la transizione dinamica tra i due stati sintonizzando elettricamente l’emissività a infrarossi degli strati di grafene integrati nel tessuto. Per testarne le capacità del tessuto, il team ha creato un capo di abbigliamento prototipo munito di una toppa in tessuto al grafene collocata sul petto, attivabile o disattivabile a richiesta, bloccando o lasciando passare il calore.

La regolazione dinamica della temperatura consentirebbe la creazione di abiti in grado di garantire una climatizzazione e un comfort costanti, soluzione che potrebbe trovare utilizzazione anche all’interno di schermi interattivi o in tute spaziali adattive.

Secondo lo stesso Kocabas “Il prossimo passo per quest’area di ricerca è rispondere all’esigenza di una gestione termica dinamica dei satelliti in orbita attorno alla Terra”.

Lo studio è stato pubblicato sulla rivista Nano Letters (testo in inglese)