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venerdì, 19 Agosto 2022

Refrigerazione: cristalli plastici, alternativa green

Ogni giorno sfruttiamo la tecnologia della refrigerazione, spesso senza nemmeno rendercene conto. Quante volte abbiamo aperto il frigorifero o il freezer in cerca di uno spuntino fresco, o magari abbiamo avviato il condizionatore d'aria per rinfrescare l'ambiente. Abbiamo fatto tutto ciò ai danni dell'ambiente!

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Emanuele Marino
Giornalista pubblicista, nonché studente universitario iscritto alla facoltà di Lettere Moderne presso l'Università degli studi di Napoli Federico II

La tecnologia della refrigerazione è ormai parte integrante della vita quotidiana di ognuno di noi, perché attraverso queste tecnologie riusciamo a stare freschi, a conservare i cibi e, più generale, a vivere meglio. Il rovescio della medaglia, presenta anche in questo caso, è che essa ha un prezzo alto per l’ambiente, soprattutto per quanto riguarda il riscaldamento climatico. Tralasciando il discorso del consumo energetico, la maggior parte dei materiali usati negli impianti di refrigerazione sono gas serra, in particolare gli idrofluorocarburi (HFC) e gli idrocarburi (HC), composti. Queste sostanze, qualora disperse nell’aria, contribuirebbero al riscaldamento globale. Per questo motivo, negli ultimi anni, la ricerca si è impegnata a sviluppare un’alternativa “green”, sostitutiva della tecnologia attuale, giungendo ad un risultato impressionante, l’impiego di cristalli plastici.

Secondo uno studio pubblicato sulla rivista Nature Communication, condotto dai ricercatori della Cambridge University e della Universitat Politécnica de Catalunya, questi materiali facilmente reperibili e dal costo contenuto sono una validissima alternativa ecologica ai gas attualmente utilizzati.

I cristalli plastici sono sostanze in uno stato fisico intermedio tra il solido e il liquido. Essi sono composti da molecole organiche, piccole e sferiche, con reticolo cristallino regolare.

Il processo di raffreddamento si basa sulla compressione e la successiva espansione di un fluido o un gas che induce un abbassamento di temperatura, effetto barocalorico.

Moya, con la sua equipe, ha riscontrato un forte effetto barocalorico nei cristalli plastici di NPG, che essendo semisolidi avviene attraverso un cambiamento della struttura miscroscopica indotto attraverso l’applicazione di un campo magnetico elettrico, o attraverso a una compressione meccanica. A seconda della temperatura e della pressione essi possono variare la loro struttura cristallina da monoclina (più ordinata) a cubica (più disordinata) e viceversa, ottenendo un enorme cambiamento termico.

Le molecole sferiche di NPG tendono a riorganizzarsi in una struttura più ordinata perdendo gradi di libertà, processo del tutto comparabile a quella dei comuni passaggi di stato solido-liquido-gas. La reversibilità di questo processo fa si che l’effetto venga definito “barocalorico colossale”.

I cristalli plastici sono ottimi sostituti dei tradizionali gas, delineando un’alternativa economica e a portata di mano per non gravare ulteriormente sull’ambiente.

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