L’ENEA ha brevettato un innovativo metamateriale in grado di raffreddare oggetti o ambienti senza riscaldarsi. Questo materiale riflette la radiazione solare e, piuttosto che dissipare il calore nell’ambiente circostante, lo invia direttamente nello spazio attraverso un processo noto come raffreddamento radiativo, che consiste nella cessione di energia termica tramite emissione elettromagnetica. Il metamateriale sfrutta una finestra di trasparenza dell’atmosfera, facilitando il passaggio di particolari frequenze elettromagnetiche verso lo spazio esterno. Il dispositivo opera senza necessitare di energia elettrica e può raggiungere temperature fino a 12 °C inferiori a quelle esterne. Sebbene non sia ancora stato testato in ambiente esterno, potrebbe trovare applicazione in nuovi tessuti o nell’isolamento termico di edifici.
Funzionamento del metamateriale ENEA
Il metamateriale è prodotto artificialmente manipolando la struttura di materiali esistenti per ottenere proprietà ottiche uniche. Questo materiale sfrutta il raffreddamento radiativo, in cui un corpo cede calore all’ambiente circostante sotto forma di radiazione elettromagnetica, tipicamente infrarossa. Di notte, la Terra cede calore nello spazio senza la presenza del Sole, riducendo così la temperatura. Il nuovo metamateriale, similmente, riesce a raffreddarsi inviando il calore nello spazio freddo, senza riscaldarsi a sua volta.
Proprietà e produzione del materiale
Il metamateriale è progettato per avere elevata riflettanza solare e elevata emissività termica in specifici intervalli di lunghezze d’onda. Questo avviene grazie alla presenza di finestre atmosferiche, che permettono il passaggio di radiazione elettromagnetica a determinati valori di lunghezza d’onda. Il materiale, quindi, riflette le radiazioni solari mentre emette calore nello spazio solo in questo intervallo delle finestre atmosferiche. Viene prodotto tramite un processo di sputtering, in cui il materiale è depositato su superfici adesive e poi protetto da un involucro trasparente, creando così una camera isolata.
Le simulazioni ottiche hanno guidato la disposizione dei materiali, come argento, nitruro di alluminio e ossido di alluminio, permettendo al metamateriale di acquisire proprietà nuove dal punto di vista termico. Le valutazioni iniziali indicano che questo nuovo metamateriale mantiene una temperatura più bassa rispetto all’ambiente circostante, con una differenza di temperatura fino a 12 °C.
Utilizzi futuri del metamateriale
Il principale vantaggio di questo materiale è il metodo di raffreddamento passivo, che non richiede energia per raffreddarsi, a differenza dei condizionatori tradizionali. Dopo ulteriori sviluppi, il materiale potrebbe essere applicato nel raffreddamento di edifici, alimenti, tessuti e impianti industriali. ENEA sta continuando la sperimentazione, mirando a testare il materiale all’aperto, sotto luce solare diretta, e valutando la sua performance senza gas nobili. Sebbene il progetto sia ancora in fase di sperimentazione, le sue potenzialità potrebbero contribuire significativamente alla lotta contro il riscaldamento globale.
