L’applicazione della scienza dei polimeri per il risparmio energetico e per il miglioramento delle tecnologie connesse all’energia rinnovabile

Questo articolo fornisce un profilo di come la ricerca scientifica nel campo dei polimeri stia favorendo dei passi avanti nel campo dell’efficienza energetica e dell’energia rinnovabile. Costituisce un’introduzion alla chat con Paula Bosch che si terrà nel marzo del 2009.

Le materie plastiche sono un tipo di polimero. I polimeri sono materie formate da catene di molecole, conosciute come monomeri. Bisogna comunque tenere a mente che non tutti i polimeri sono uguali, in quanto i monomeri possono essere combinati in molti modi differenti. Ciò che rende i polimeri così interessanti è il loro diverso modo di agire a seconda del tipo di molecole di cui sono formati e di come queste sono combinate insieme. Tali variazioni nella struttura attribuiscono ai risultanti polimeri proprietà e funzioni molto diverse. Le proprietà di un qualsiasi oggetto fatto di polimeri mostra cosa avviene a livello molecolare.

Così la forma, la consistenza e il comportamento di articoli composti da polimeri variano a seconda di come i loro atomi e le loro molecole sono combinate, così come da quale si sceglie per iniziare la catena. Ciò significa che l’utilizzo dei polimeri come le materie plastiche comporta dei vantaggi sulle altre materie, poichè queste possono essere progettate per rispondere a diverse applicazioni. Questa chat sarà focalizzata sulla ricerca scientifica portata avanti per sviluppare quelle tecnologie del futuro, rese possibili dalle materie plastiche, che possono portare dei benefici per l’ambiente.

La scienza dei polimeri è stata descritta come “un accesso al futuro”, poiché è connessa alla nostra capacità di sviluppare materiali sempre più sofisticati per rispondere alle esigenze della società e del pianeta. Le materie plastiche stanno già giocando un ruolo critico nel risparmio dell’energia e delle risorse rispetto a una varietà di applicazioni, come il trasporto, l’imballaggio, il tempo libero, lo sport, la salute e le costruzioni. Grazie alla loro versatilità e polivalenza, i materiali plastici contribuiscono e contribuiranno sempre più a favorire uno stile di vita sostenibile.

Gli scienziati dei polimeri stanno investendo molto lavoro nella ricerca del possibile ruolo delle materie plastiche nel fornire tecnologie per l’energia rinnovabile d’avanguardia. Un esempio può essere il sistema fotovoltaico, che usa le celle solari per convertire direttamente la luce in elettricità. Queste celle solari utilizzavano in passato il silicone come uno dei loro componenti principali, ma oggi si è visto che le materie plastiche sono un elemento chiave per trasformare l’energia solare del futuro.

Le celle fotovoltaiche a base di materie plastiche offrono un certo numero di vantaggi. Sono più leggere rispetto a quelle in silicone(cosa che risulta importante per i piccoli sensori autonomi), più economiche e offrono una maggiore flessibilità per ciò che riguarda il design. Si stanno anche creando semiconduttori in materie plastiche, i quali potrebbero sostituire i semiconduttori di silicone per alcune applicazioni. Tali semiconduttori potrebbero essere teoricamente in grado di immagazzinare l’energia solare e poi di utilizzarla per l’emissione di luce attraverso un LED (diodo che emette luce). 

Gli sviluppi scientifici nel campo delle materie plastiche costituiranno un elemento chiave nel miglioramento dell’efficienza energetica. L’utilizzo dell’energia in maniera più efficiente è il più grande contributo che possiamo dare per proteggere il clima. Le materie plastiche giocheranno, in tale ambito, un ruolo sempre più importante per quanto riguarda il futuro. L’isolamento termico degli edifici,fatto in materie plastiche, fa già risparmiare 150 volte l’energia necessaria per la sua produzione per tutta la sua durata. Comunque si sta portando avanti una ricerca per migliorare le proprietà di isolamento termico di certe materie plastiche, che farà aumentare ulteriormente tale risparmio.Poichè gli edifici utilizzano il 40% dell’energia prodotta nell’UE, migliorare l’isolamento e ridurre il carburante necessario per il riscaldamento interno ridurrebbe significativamente l’emissione di gas serra.

Così, cosa sta dietro a questi sviluppi così stimolanti? La scienza dei polimeri focalizza l’attenzione su tre discipline principali, le quali sono ugualmente vitali nel rendere possibili lo sviluppo e l’applicazione delle nuove materie plastiche:

• La chimica dei polimeri, cioè lo studio della sintesi chimica (l’utilizzo delle reazioni chimiche per creare un determinato prodotto) e delle proprietà chimiche dei polimeri (ad esempio, come reagiscono); 
• La fisica dei polimeri, cioè lo studio delle fluttuazioni, delle proprietà meccaniche e del comportamento del flusso;
• La classificazione dei polimeri, cioè la classificazione dei polimeri su vari livelli che ci permettano di capire le proprietà specifiche (come la forza) e le funzioni per le quail sono meglio adatti.

Tutto ciò fornisce solo un breve sguardo sulla gamma di possibilità rese possibili dalla ricerca scientifica nel campo delle materie plastiche. Ci auguriamo che questa chat renderà noti i moltissimi benefici che miglioreranno le nostre vite e che proteggeranno il pianeta nel futuro.

Informazioni correlate

Solar energy (PDF, 300 KB); un articolo pubblicato con il permesso di PlasticsEurope
Per saperne di più su Paula Bosch, l'ospite della chat
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