Spazio e Scienze

Dalla Terra a Marte, all’edilizia serve l’aerogel isolante

I ricercatori della University of Colorado Boulder hanno sviluppato un nuovo gel super isolante che potrebbe aumentare l'efficienza energetica dei grattacieli e in futuro aiutare gli scienziati a costruire habitat per i coloni su Marte.

Si chiama "aerogel" e assomiglia a una lente a contatto appiattita. È così resistente al calore che potreste metterne una striscia sulla mano e avvicinarla al fuoco senza sentire calore. A differenza di prodotti simili sul mercato, che sono opachi, è trasparente.

"La trasparenza è una caratteristica abilitante perché consente di usare questo gel nella costruzione di finestre, e di impiegarlo nella fabbricazione di habitat extraterrestri", come ha spiegato Ivan Smalyukh, professore nel Dipartimento di Fisica dell'ateneo. Grazie alla trasparenza, questo materiale consente di termo isolare l'ambiente e al contempo di far passare la luce del Sole, così da avere illuminazione naturale senza le forti oscillazioni di temperatura che si registrano su Marte o sulla Luna.

aerogel prodotto dagli scarti della birra
Crediti: CU Boulder

Un altro punto a favore del gel messo a punto da questo gruppo di lavoro è che è più economico da produrre rispetto ai prodotti attuali, perché è ricavato dagli scarti della birra. L'elemento di partenza è la comune cellulosa di zucchero vegetale. Le molecole di cellulosa vengono orientate in un modello reticolare così uniforme da permettere alla luce di passare, conferendo al gel un aspetto trasparente.

I ricercatori producono la cellulosa aggiungendo batteri specializzati a una vasta gamma di rifiuti alimentari, che hanno ottenuto prelevando dalle fabbriche di birra nell'area di Boulder le vasche di mosto di birra e il liquido di scarico prodotto durante il processo di birrificazione. Materiale altrimenti destinato ad essere buttato, quindi con un'opera di riciclo efficace, che consente la produzione di materia prima a basso costo.

Smalyukh ha spiegato che il componente principale degli aerogel è l'aria. Le loro pellicole sottili sono costituite da materiale solido che intrappola l'aria all'interno di miliardi di minuscoli pori, simili alle bolle nella pellicola a bolle. È proprio la capacità di intrappolare l'aria che li rende isolanti così efficaci, perché all'interno del materiale "si crea una rete molto fitta di nanoparticelle che si uniscono nell'aerogel, impedendo il passaggio del calore".

Il prodotto finale è un film sottile e flessibile che è all'incirca 100 volte più leggero del vetro. Ottimo per la costruzione delle vetrate degli edifici, considerato che il Dipartimento dell'Energia statunitense stima che circa un quarto dell'energia spesa per riscaldare e raffreddare gli edifici sia dovuto alla compensazione della perdita di calore attraverso le finestre. Non solo. Fra le potenziali applicazioni terrestri ci sono materiali per isolare le automobili e abbigliamento protettivo per i vigili del fuoco.

Il progetto di Smalyukh e colleghi è stato anche premiato dalla NASA come uno dei vincitori della competizione iTech 2018, nell'ambito della ricerca di tecnologie legate alla Terra che potrebbero un giorno aiutare le persone a viaggiare nello Spazio. A pensarci bene l'idea sembra uscita dalla fantascienza: per esempio nel primo romanzo della trilogia di Kim Stanley Robinson, Il rosso di Marte, i coloni sul Pianeta Rosso vivono in città sovrastate da cupole in aerogel che lasciano filtrare la luce e proteggono dal freddo e in parte dalle radiazioni. Le cupole non sono le protagoniste di questo avvincente e intricato romanzo, ma sono un dettaglio fondamentale per la sopravvivenza degli umani.


Tom's Consiglia

Quando avrete letto Il rosso di Marte non potrete resistere a vedere come prosegue la storia, con Il blu di Marte e Il verde di Marte. Buona lettura!