Negli anni ’90 NASA stava studiando il modo di utilizzare aerei-razzo per ridurre i costi di lancio dei payload. Lockheed Martin e Orbital Sciences progettarono due aerei automatici: L’X-33 della prima azienda doveva essere un “single-stage-to-orbit“, ovvero un lanciatore riutilizzabile in grado di immettere in orbita un carico senza l’utilizzo di stadi di propulsione che si separano dopo il lancio, che poteva raggiungere velocità Mach 13 e salire fino ai 100km di altitudine; anche l’X-34 di Orbital Sciences sarebbe stato un veicolo per lanci riutilizzabile, ma che non prevedeva la partenza dal suolo in quanto agganciato ad un altro velivolo.
Così come qualsiasi navetta destinata a ritornare sulla Terra, i loro scafi avrebbero dovuto sopportare temperature estreme durante il rientro in atmosfera, temperature causate dall’intensa frizione con l’aria dovuta alla loro alta velocità. Gli scienziati dell’Ames Research Center hanno provveduto alla soluzione inventando il Protective Ceramic Coating Material (PCCM), un materiale ceramico che può essere applicato come sottile film di rivestimento potenzialmente su qualsiasi superficie. Le chiavi del successo tecnologico sono l’alta emissività e la resistenza a danni meccanici ed abrasioni. Essendo a base d’acqua e non contenendo solventi, la sostanza è anche ecologicamente compatibile.
Il finanziamento per l’X-33 e l’X-34 si è purtroppo interrotto nel 2001 e i due mezzi non hanno potuto concludere le fasi di test, ma l’azienda Emisshield di Blacksburg (Virginia) ha visto del potenziale nel materiale protettivo PCCM e ha ottenuto il permesso esclusivo di utilizzo nel 2001. Con l’aiuto del Politecnico della Virginia si riuscì ad incrementare la vita di questa sostanza e adattarla all’uso per pistole spray. “Può funzionare praticamente ovunque si presenti calore – dall’elettricità alla fabbricazione di bottiglie in plastica o vetro” afferma il CEO di Emisshield John Olver.
Gli usi più popolari la vedono protagonista nel rivestimento di generatori, boiler per biomasse o per gas naturale, nei forni per la produzione del vetro o nei forni commerciali per la cottura del pane perché garantisce una miglior distribuzione del calore. Nel 2014 la Trizar Technology, un’azienda di produzione di tessuti, ha richiesto l’utilizzo del PCCM per adattarlo ai capi sportivi per regolare la temperatura corporea.
La sostanza ha al suo interno agenti che riflettono sia il calore che le lunghezze d’onda UVA e UVB, perciò applicandola sulla parte interna del tessuto essa riduce la perdita di calore corporeo durante le stagioni fredde, mentre se applicata alla parte esterna mantiene il corpo ad una temperatura più bassa allontanando il calore che proviene dall’esterno, e fornisce allo stesso tempo una protezione solare.
I due brand di abbigliamento termico Cloudveil e Penguin hanno incorporato questa tecnologia nelle loro linee, e la sud coreana Kolon Sport la usa per le sue giacche. Trizar vuole ora applicare la tecnologia ai mobili: il CEO Brad Poorman ricorda quando d’estate ci sediamo su una panchina così calda da dover alzarci immediatamente, “La stessa cosa succede con i sedili per bambini delle auto, ma i test che abbiamo condotto hanno dimostrato che uno strato di PCCM mantiene il sedile a temperatura ambiente. Se ci sono 30 gradi fuori, l’oggetto rimane a 30 gradi, non va a 60”.
Abbigliamento termoregolatore © NASA / Veronica Remondini
Per approfondire:
Rendering del funzionamento dell’X-33 di Lockheed Martin [Video – ENG]
Sito di Emisshield [ENG]
Sito di Trizar Technology [ENG]
Valori registrati dall’azienda Nilak, italiana [ITA]
