Tre ingegneri dell’Università del Massachusetts Amherst hanno inventato un tessuto che conclude la ricerca, durata 80 anni, di un tessuto sintetico modellato sulla pelliccia dell’orso polare. I risultati, pubblicati di recente sulla rivista ACS Applied Materials and Interfaces, sono già in fase di sviluppo in prodotti disponibili in commercio.
Gli orsi polari vivono in alcune delle condizioni più difficili del pianeta, sopportando temperature artiche fino a -50 Fahrenheit. Sebbene gli orsi dispongano di molti adattamenti che consentono loro di prosperare quando la temperatura precipita, dagli anni ’40 gli scienziati si sono concentrati su uno in particolare: la loro pelliccia. Come fa, si è chiesta la comunità scientifica, la pelliccia degli orsi polari a tenerli al caldo?In genere si pensa che il modo per stare al caldo sia quello di isolarsi dalle intemperie e che parte del segreto degli orsi è la loro pelliccia bianca. Si potrebbe pensare che la pelliccia nera sia più adatta ad assorbire il calore, ma si scopre che la pelliccia è estremamente efficace nel trasmettere la radiazione solare verso la pelle degli orsi. “Ma la pelliccia è solo metà dell’equazione”, spiega l’autrice del lavoro, Trisha L. Andrew, professoressa associato di chimica e assistente di ingegneria chimica alla UMass Amherst. “L’altra metà è la pelle nera degli orsi polari”. Come spiega Andrew, la pelliccia dell’orso polare è essenzialmente una fibra ottica naturale, che conduce la luce del sole fino alla pelle dell’orso, che assorbe la luce, riscaldando l’orso. Ma la pelliccia è anche eccezionalmente brava a impedire che la pelle, ormai riscaldata, irradi tutto quel calore faticosamente conquistato. Quando il sole splende, è come avere una spessa coperta che si riscalda da sola e poi intrappola il calore vicino alla pelle.
Andrew e il suo team hanno progettato un tessuto bilayer (doppio strato) il cui strato superiore è composto da fili che, come la pelliccia dell’orso polare, conducono la luce visibile verso lo strato inferiore, che è fatto di nylon e rivestito di un materiale scuro chiamato PEDOT. Il PEDOT, come la pelle degli orsi polari, si riscalda in modo efficiente. Così efficacemente, infatti, che una giacca realizzata con questo materiale è più leggera del 30% rispetto alla stessa giacca di cotone, ma è in grado di mantenere il comfort a temperature di 10 gradi Celsius più basse di quelle che potrebbe sopportare la giacca di cotone, a patto che il sole splenda o che la stanza sia ben illuminata. “Il riscaldamento degli ambienti consuma enormi quantità di energia, per lo più derivata da combustibili fossili”, spiega Wesley Viola, autore principale del lavoro, che ha conseguito il dottorato di ricerca in ingegneria chimica alla UMass e ora lavora presso la startup di Andrew, Soliyarn, LLC. “Sebbene il nostro tessuto brilli davvero come indumento esterno nelle giornate di sole, la struttura che trattiene la luce e il calore funziona in modo abbastanza efficiente da poter immaginare di utilizzare l’illuminazione interna esistente per riscaldare direttamente il corpo. Concentrando le risorse energetiche sul ‘clima personale’ intorno al corpo, questo approccio potrebbe essere molto più sostenibile dello status quo”. La ricerca, sostenuta dalla National Science Foundation, è già in fase di applicazione e Soliyarn ha avviato la produzione del tessuto rivestito di PEDOT.
