Creata la prima finestra intelligente passiva a base di legno trasparente termocromico con cristalli liquidi. Il dispositivo offre una schermatura UV pressoché totale senza sacrificare la luce visibile ed è quasi cinque volte più isolante del vetro convenzionale.
L’evoluzione del legno trasparente come materiale ingegnerizzato
E se gli edifici del futuro fossero realizzati completamente in legno, finestre e vetrate comprese? L’idea è meno assurda di quanto possa suonare, dal momento che ormai da diversi anni ha fatto il suo debutto nel campo dei materiali ingegnerizzati il legno trasparente.
Di cosa si tratta? Di legno naturale trattato chimicamente in maniera da aumentare la sua trasmittanza ottica e regalargli così una nuova versatilità. Dal primo legno trasparente, ideato nel 2016 presso lo svedese KTH Royal Institute of Technology, ad oggi il biomateriale è stato oggetto di continue ricerche, ottenendo nel tempo anche nuove funzionalità, tra cui la capacità di assorbire e rilasciare calore.
Le nuove finestre intelligenti passive
Gli ultimi progressi in questo campo arrivano ora dalla Corea del Sud, dove un gruppo di scienziati ha impiegato questo biocomposito per realizzare un’innovativa finestra intelligente passiva: vale a dire una finestra in grado di regolare il passaggio della luce visibile in base alla temperatura, senza costi energetici aggiuntivi.
Nel dettaglio, un team della Kongju National University e dell’Università Nazionale di Hanbat ha messo a punto speciali legni trasparenti termocromici utilizzando, per la prima volta in assoluto, cristalli liquidi .
Per capire l’innovazione è necessario fare qualche passo indietro.
Limiti e vantaggi dei cristalli liquidi PDLC nella tecnologia smart
I cristalli liquidi dispersi in polimeri (PDLC) sono un tipo di materiale smart in grado di passare dallo stato opaco a quello trasparente (e viceversa) in base alla temperatura, consentendo la regolazione della luce e del calore che li attraversa.
Il principale problema di questa tecnologia è che molti materiali PDLC risultano del tutto incapaci di schermare e modulare i raggi UV. Per ovviare al problema è possibile ricorrere all’uso di film sottili compositi che facciano da filtro, ma la loro integrazione risulta fragile oltre che costosa.
Caratteristiche tecniche e isolamento del legno di balsa trasparente
I ricercatori sudcoreani hanno trovato una possibile soluzione impiegando un nuovo legno trasparente realizzato ad hoc. Per il loro lavoro hanno prima trattato chimicamente legni di balsa, tiglio e pino per rimuovere la lignina (responsabile del colore scuro) e sbiancarli. Quindi, hanno riempito gli spazi vuoti con una miscela di cristalli liquidi termocromici e adesivi ottici.
Il miglior risultato è stato ottenuto con il legno di balsa, che ha mostrato una trasmittanza progressiva in risposta alla temperatura, passando dall’opacità (28% di trasmittanza) a temperatura ambiente alla trasparenza (78% di trasmittanza) a 40 °C, a 550 nm. E dimostrando pertanto una regolazione della luce completamente autonoma dal punto di vista energetico.
Non solo: il materiale blocca quasi il 100% dei raggi UV e vanta una conduttività termica di 0,197 W/m/K; in altre parole, è quasi cinque volte più isolante del vetro convenzionale.
Applicazioni future: bioedilizia e dispositivi indossabili
“La nostra innovazione è un sostituto diretto ed ecologico del vetro, che garantisce privacy di notte e illuminazione naturale durante il giorno, riducendo al contempo i costi energetici degli impianti di riscaldamento, ventilazione e condizionamento (HVAC). È ideale per le serre intelligenti, in quanto previene le bruciature delle colture regolando automaticamente la luce solare e mantenendo stabili le temperature interne di crescita”, afferma il professor Jin Kim, che ha guidato il gruppo.
“Inoltre, la tecnologia attuale è promettente per lo sviluppo di dispositivi intelligenti indossabili per il monitoraggio della salute. Può essere utilizzata come un cerotto flessibile che diventa trasparente quando la temperatura corporea supera i 38 °C, fornendo un avviso visivo immediato sullo stato di salute senza bisogno di batterie o dispositivi elettronici.”
La ricerca Polymer dispersed liquid crystals-impregnated switchable thermochromic transparent woods with excellent ultraviolet blocking performance for smart windows è consultabile sulla rivista scientifica Advanced Composites and Hybrid Materials (2025). DOI: 10.1007/s42114-025-01481-0
