Secondo lo studio “Biomimetic, knittable aerogel fiber for thermal insulation textile” pubblicato su Science da un team di ricercatori dell’università cinese di Zhejiang,un maglione lavorato a maglia con una fibra artificiale che imita la pelliccia dell’orso polare fornisce lo stesso calore di un piumino. La fibra, realizzata con l’aerogel, un materiale sintetico, mantiene le sue proprietà di intrappolamento del calore anche dopo essere stata stirata, lavata e tinta.
I ricercatori spiegano che «Gli aerogel sono stati considerati un materiale ideale per l’isolamento termico. Sfortunatamente, la loro applicazione nel settore tessile è fortemente limitata dalla loro fragilità e dalla scarsa lavorabilità. Abbiamo superato questi problemi incapsulando la fibra di aerogel con uno strato estensibile, imitando la struttura nucleo-guscio del pelo dell’orso polare. Nonostante la sua elevata porosità interna superiore al 90%, la nostra fibra è estensibile fino al 1000% di deformazione, un valore notevolmente migliorato rispetto a quello delle tradizionali fibre di aerogel (~2% di deformazione). Oltre alla sua lavabilità e tingibilità, la nostra fibra è meccanicamente robusta, mantenendo la sua stabile proprietà di isolamento termico dopo 10.000 cicli di stiramento (deformazione al 100%). Un maglione lavorato a maglia con la nostra fibra aveva solo un quinto dello spessore del piumino, con prestazioni simili. La nostra strategia per questa fibra offre ricche possibilità per lo sviluppo di fibre e tessuti aerogel multifunzionali».
Uno degli autori dello studio, Weiwei Gao del Dipartimento di scienza e ingegneria dei polimeri, dell’università di Zhejiang, sottolinea su Nature che «Questa nuova fibra potrebbe essere un giorno utilizzata per indumenti che devono essere leggeri e resistenti – come abbigliamento sportivo, uniformi militari e tute spaziali – senza la necessità di indossare pellicce di animali o piumini»
Per superare i problemi di tenuta alle sollecitazioni ambientali e meccaniche degli aerogel i ricercatori cinesi si sono ispirati alla pelliccia dell’orso polare costituita da peli il cui nucleo ha decine di minuscole sacche d’aria che impediscono la dispersione del calore, mantenendo gli orsi al caldo nel rigido ambiente artico. Questo nucleo poroso è circondato da un guscio esterno denso che è impermeabile, flessibile e resistente.
Il team di ricercatori cinesi ha utilizzato l’approccio freeze-spinning – che avevano precedentemente utilizzato per produrre fibre da una soluzione derivata dai bachi da seta – per creare stringhe di fibra di aerogel che imitassero la struttura interna porosa della pelliccia dell’orso polare. Per replicare il guscio esterno, hanno rivestito l’aerogel con uno strato sottile di poliuretano termoplastico, che viene spesso utilizzato nell’abbigliamento e nelle attrezzature sportive. Ne è venuta fuori una super fibra senza i problemi di resistenza dell’aerogel.
Poi i ricercatori hanno lavorato a maglia un maglione con la fibra di aerogel e hanno confrontato le sue prestazioni di isolamento termico con un piumino, un maglione di lana e un top di cotone a maniche lunghe. Un volontario ha indossato ogni indumento in una stanza raffreddata a una temperatura di -2° C e i ricercatori hanno misurato la temperatura superficiale dei quattro capi di abbigliamento per valutare quanto bene trattenessero il calore e il maglioncino ispirato all’orso polare è risultato avere il miglior isolamento di tutti gli indumenti. La sua temperatura superficiale media era di 3,5° C, mentre il piumino era di 3,8° C, il che indica che rilasciava leggermente più calore rispetto al maglione. Le camicie di cotone e di lana erano le meno isolanti, con una temperatura superficiale media rispettivamente di 10,8° C e 7,2° C. L’isolamento del maglione in aerogel non si è deteriorato dopo alcuni lavaggi in lavatrice, indicando che potrebbe essere abbastanza resistente da poter essere indossato frequentemente.
Shu-Hong Yu, scienziato dei materiali all’università della scienza e della tecnologia della Cina di Hefei, che non ha partecipato alla ricerca, commenta su Nature- «Sebbene lo studio rappresenti un passo avanti verso la creazione di nuovi entusiasmanti tessuti sottili e termici, gli indumenti in pelliccia sintetica di orso polare sono ancora lontani dall’apparire in un punto vendita di abbigliamento tradizionale. L’approccio per creare la fibra è attualmente troppo lento e ad alta intensità energetica per essere ampliato per la produzione di massa».
Ma L’autore senior dello studio, lo scienziato dei materiali dell’università di Zhejiang Hao Bai, assicura che «Questo è qualcosa su cui il team sta lavorando. Stiamo pianificando di migliorarne la scalabilità».
Tratto da 
del 27 Dicembre 2023
