Diverse università americane stanno sviluppando un abbigliamento con proprietà termiche che si adattano all’ambiente e al corpo del portatore (New Scientist)
Lavorare tutti insieme in ufficio può essere una vera sfida per la temperatura: alcuni sentono caldo e si lamentano mentre altri rabbrividiscono alla scrivania. Ma ecco un aiuto! Un team finanziato dall’ARPA-E, la divisione ricerca del Dipartimento dell’Energia degli Stati Uniti, sta sviluppando un abbigliamento con proprietà termiche che si adattano all’ambiente e al corpo del portatore. Modificando la propria composizione o trasferendo calore dal corpo e viceversa, questi indumenti possono far sentire le persone a proprio agio indipendentemente dalla temperatura esterna. Il calore si sposta in tre modi: conduzione (gli atomi dei materiali si scambiano energia), convezione (gli atomi ad alta energia si muovono nell’ambiente) e radiazione (energia termica che si propaga come onde elettromagnetiche). I vestiti possono controllare la circolazione dell’aria e modificare la quantità di calore che fuoriesce dal corpo, aiutando a sentirsi sempre bene.
Il team di Alon Gorodetsky dell’Università della California mira a controllare il calore radiante. “Ci stiamo ispirando ai calamari, cefalopodi che possono effettuare incredibili cambiamenti di colore”. I calamari modificano la riflessione delle lunghezze d’onda luminose visibili utilizzando un mix di proteine nella loro pelle. Il team sta adattando la tecnica per lunghezze d’onda infrarosse più lunghe, che trasportano calore. “Stiamo sfruttando questo processo per creare materiali che possano regolare le emissioni termiche di un oggetto”, afferma Gorodetsky. Il team sta collaborando con l’azienda statunitense Under Armour, che produce strati base per abbigliamento sportivo.
Il team di Jintu Fan della Cornell University di Ithaca, New York, sta adottando un approccio diverso controllando la circolazione di aria calda e fredda attraverso una rete di minuscoli tubi incorporati in un gilet. “Sopra, puoi indossare quello che vuoi”, afferma Fan. I sensori di temperatura nel gilet monitorano la pelle, pompando aria calda o fredda a seconda delle necessità. “È come un mini sistema di condizionamento d’aria, ma vicino al tuo corpo”.
Un approccio alternativo è quello di aumentare la capacità del corpo stesso di disperdere il calore. Per fare ciò, Roy Kornbluh e i suoi colleghi della società di ricerca no-profit SRI International si stanno concentrando sulle zone glabre, ovvero senza peli, del corpo. Nei mammiferi, queste parti agiscono come un radiatore per auto, aiutando il calore a fuoriuscire dalla superficie. Nell’uomo, i palmi delle mani e le piante dei piedi sono fondamentali: “Questi tessuti sono il radiatore del corpo. Li stiamo semplicemente potenziando”. Il suo team, con sede a Menlo Park, California, sta sviluppando prototipi di scarpe che includono una pompa realizzata in una plastica che trasferisce molto bene il calore che viene prelevato dal corpo attraverso la pianta del piede quando fa caldo e spinto al suo interno quando fa freddo.
L’abbigliamento che controlla il calore non è una novità. Ma finora è stato incorporato solo in indumenti ingombranti o scomodi per militari, settori aerospaziale e servizi di emergenza, o in esperimenti di laboratorio. Gli astronauti indossano una tuta termoregolatrice all’interno delle loro tute spaziali che utilizza liquidi per spostare il calore, ma è pesante. I vestiti che ci aiutano a mantenere la temperatura corporea ideale possono anche far risparmiare enormi quantità di energia. Mantenere le temperature dell’ufficio entro un range ristretto richiede un grande dispendio di risorse, con i sistemi di condizionamento che rappresentano il 13% dell’energia utilizzata negli Stati Uniti.
