Una nuova tecnologia di raffreddamento a due strati ispirata alla pelliccia dei cammelli è stata sviluppata da un team di ricerca del Dipartimento di Scienza e Ingegneria dei Materiali del MIT. I cammelli, infatti, riescono a rimanere relativamente freschi anche sotto il sole caldissimo del deserto. Lo fanno grazie a delle speciali ghiandole sudoripare che abbassano la temperatura tramite l’evaporazione dell’acqua mentre la pelliccia superiore isola dal calore esterno quando passa il vapore acqueo. È ciò che hanno tentato di imitare i ricercatori utilizzando uno strato inferiore di idrogel, che imita le ghiandole sudoripare, e uno strato superiore di areogel, che imita la pelliccia.
Il nuovo sistema, descritto in un nuovo studio pubblicato sulla rivista Joule, come rileva il comunicato stampa, fa rimanere i prodotti più freschi di un tempo cinque volte superiore rispetto agli approcci monostrato tradizionali. Il doppio strato è stato infatti testato in una camera con temperatura ed umidità relativa controllate ed era in grado di mantenere una temperatura di 7 °C più bassa di quella circostante.
Con un doppio strato fatto da due strati di 5 mm (idrogel più aerogel), i ricercatori sono riusciti a mantenere questa differenza di temperatura con l’ambiente per 200 ore.
“Mentre la precedente ricerca sul raffreddamento passivo si concentrava sull’imitazione dell’evaporazione dalle ghiandole sudoripare nei mammiferi, in questo lavoro abbiamo identificato il ruolo cruciale dell’isolamento della pelliccia”, spiega Jeffrey Grossman, uno degli autori dello studio.
Il doppio strato di isolamento che sfrutta l’evaporazione consente un prolungamento abbastanza importante del tempo di raffreddamento evaporativo con un consumo di acqua pari rispetto ai metodi tradizionali.
L’importanza della pelliccia nel raffreddamento evaporativo dei cammelli è rappresentato dal fatto che, nei cammelli tosati, questi ultimi devono utilizzare un quantitativo di acqua, per sudare, maggiore del 50 per cento rispetto ad un cammello non tosato.
“Questa tecnologia potrebbe anche consentire una miniaturizzazione significativa delle tecnologie di evaporazione convenzionali, in quanto fornisce un raffreddamento efficace per il movimento per tempi più lunghi per una data quantità di acqua fornita”, spiega ancora Grossman. “Può anche potenzialmente aiutare la gestione termica degli edifici in cui la domanda di raffreddamento è aumentata rapidamente”.
Approfondimenti
- Passive Sub-Ambient Cooling from a Transparent Evaporation-Insulation Bilayer: Joule (IA) (DOI: 10.1016/j.joule.2020.10.005)
