Sviluppato un materiale termoisolante ma anche conduttore di calore

Le ricerche nel campo della scienza continuano senza sosta, con l’obiettivo di fare nuove scoperte interessanti ma anche utili per la società, come per esempio lo studio di materiali sempre migliori. Il grafene, per esempio, è uno degli oggetti di studio che si auspica diventerà il “materiale del futuro”. Gli scienziati del Max Planck Institute for Polymer Research (MPI-P) hanno sviluppato e caratterizzato congiuntamente un nuovo materiale estremamente sottile e trasparente con proprietà di conduzione termica diverse a seconda della direzione. Mentre può condurre il calore estremamente bene in una direzione, mostra un buon isolamento termico nell’altra direzione.

Il materiale con la doppia funzione

L’isolamento termico e la conduzione termica svolgono un ruolo cruciale nella nostra vita quotidiana: dai processori per computer, dove è importante dissipare il calore il più rapidamente possibile, alle case, dove un buon isolamento è essenziale per i costi energetici. Spesso materiali isolanti estremamente porosi come il polistirolo vengono utilizzati per l’isolamento, mentre materiali pesanti come i metalli vengono utilizzati per la dissipazione del calore. Un materiale di recente sviluppo può riuscire a combinare entrambe queste funzioni.

Il materiale è costituito da strati alternati di lastre di vetro sottili come wafer tra cui sono inserite singole catene polimeriche. “In linea di principio, il nostro materiale prodotto in questo modo corrisponde al principio del doppio vetro”, afferma Markus Retsch, professore all’Università di Bayreuth. “Mostra solo la differenza che non abbiamo solo due livelli, ma centinaia.”

“Utilizziamo i raggi X per illuminare il materiale. Sovrapponendo questi raggi, che sono riflessi dai singoli strati, siamo stati in grado di dimostrare che gli strati potevano essere prodotti in modo molto preciso.”

Il Prof. Fytas è stato in grado di dare una risposta alla domanda sul perché questa struttura a strati ha proprietà straordinariamente diverse in base alle singole lastre di vetro. Utilizzando una speciale misurazione basata su laser, il suo gruppo è stato in grado di caratterizzare la propagazione delle onde sonore, che, anche come il calore, è correlato al movimento delle molecole del materiale. “Questo materiale strutturato ma trasparente è eccellente per comprendere come il suono si propaga in diverse direzioni”, afferma Fytas. “Le diverse velocità del suono consentono di trarre conclusioni dirette sulle proprietà meccaniche dipendenti dalla direzione, che non sono accessibili con nessun altro metodo.”