Misure sperimentali di nanofotoni per mantenere caldi oggetti e strutture di notte: grazie a uno sviluppo nella ricerca scientifica è stata creata una pellicola innovativa che può mantenere oggetti caldi in modo passivo, assorbendo e riflettendo selettivamente diverse lunghezze d’onda di luce infrarossa.

L’atmosfera terreste permette a determinate lunghezze d’onda infrarosse di passare e sfuggire verso il freddo dello spazio, causando una significativa diminuzione della temperatura superficiale durante la notte. Queste variazioni di temperatura possono avere effetti dannosi su varie strutture e sistemi. Tradizionalmente, sono stati utilizzati metodi attivi di riscaldamento, come i riscaldatori, ma questi consumano energia e hanno impatti ambientali negativi.

In un recente studio condotto da scienziati dell’Accademia cinese delle scienze, è stata creata una pellicola nanofotonica per affrontare questo problema. La pellicola è progettata per riflettere e assorbire selettivamente specifiche lunghezze d’onda di luce, massimizzando il calore che fornisce. Riflettendo lunghezze d’onda nell’intervallo da 8 a 14 micrometri e assorbendo lunghezze d’onda negli intervalli da 5 a 8 e da 14 a 16, la pellicola mantiene efficacemente il calore consentendo allo stesso tempo il passaggio di energia termica (infrarossa) che può sfuggire attraverso l’atmosfera terrestre.

Composta da strati ultra sottili e alternati di germanio e solfuro di zinco, la pellicola raggiunge un’alta riflettività dello 0,91 nella finestra trasparente e un’alta capacità di assorbimento dell’0,7 nelle bande radiative. Test all’aperto hanno dimostrato l’efficacia della pellicola, mantenendo le superfici coperte a 2,1 °C (3,8°F) più calde rispetto alle superfici che riflettono tutte le lunghezze d’onda e a 4,4 °C (7,9°F) più calde rispetto alle superfici che assorbono tutte le lunghezze d’onda.

A differenza delle tradizionali copertine e coperture, questa pellicola nanofotonica offre una soluzione più efficiente ed efficace per proteggere superfici e oggetti vulnerabili. Se utilizzata negli edifici, potrebbe mantenere una temperatura confortevole di notte e ridurre significativamente le bollette energetiche.

I risultati di questa ricerca sono stati pubblicati sulla rivista scientifica Light: Science & Applications.

Domande frequenti:

Q: Che cos’è una pellicola nanofotonica?
R: Una pellicola nanofotonica è uno strato sottile di materiale progettato per manipolare la luce a livello nanometrico, consentendo l’assorbimento e la riflessione specifica di lunghezze d’onda di luce.

Q: Come mantiene caldi gli oggetti la pellicola nanofotonica?
R: La pellicola riflette e assorbe selettivamente diverse lunghezze d’onda di luce infrarossa, massimizzando il calore degli oggetti su cui viene posizionata mentre consente il passaggio dell’energia termica che può sfuggire allo spazio.

Q: È possibile utilizzare la pellicola negli edifici?
R: Sì, la pellicola può essere installata negli edifici per aiutare a mantenere una temperatura confortevole durante la notte e ridurre il consumo di energia.

Q: Quali materiali vengono utilizzati nella pellicola?
R: La pellicola è composta da strati alternati di germanio e solfuro di zinco, che consentono un’efficiente assorbimento e riflessione di specifiche lunghezze d’onda infrarosse.