C’è un istante prima che tutto sfumi nel bianco, in cui l’immagine è ancora nitida. Poi il respiro condensa sulla lente e il mondo scompare dietro un velo opaco. Succede sulle maschere da sci, sugli occhiali, sui parabrezza d’inverno: un fenomeno quotidiano che nasconde una fisica tutt’altro che semplice. È da qui che è partito il mio progetto semestrale per il Master in Ingegneria Meccanica al Politecnico federale di Zurigo (Eth), svolto presso una spin-off universitaria specializzata in soluzioni per il comfort visivo.
L’appannamento si forma quando l’aria umida incontra una superficie la cui temperatura scende sotto il punto di rugiada: il vapore acqueo condensa in minuscole goccioline che diffondono la luce e distruggono la trasparenza. Quanto più la superficie è fredda rispetto all’aria, e quanto maggiore è l’umidità, tanto più rapido e marcato è l’appannamento, con conseguenze che vanno dal semplice disagio a veri e propri rischi per la sicurezza, ad esempio durante un intervento chirurgico o alla guida.
Il progetto è nato presso Solabs Nanotechnology, una spin-off dell’Eth fondata da Iwan Hächler. L’azienda ha sviluppato un rivestimento spesso pochi nanometri, uno strato d’oro racchiuso tra due film di biossido di titanio, che assorbe selettivamente l’infrarosso solare rimanendo pressoché invisibile alla luce visibile. Il calore così generato riscalda la superficie quel tanto che basta a far evaporare le goccioline, senza bisogno di energia elettrica: un’alternativa passiva alle soluzioni tradizionali come i riscaldatori resistivi, le ventole o gli spray idrofili, spesso energivori o di breve durata.
Il mio lavoro si è concentrato sulla quantificazione delle prestazioni di questo nanorivestimento a basse temperature e a vari livelli di umidità relativa, condizioni rilevanti per le applicazioni all’aperto. Ho utilizzato una camera climatica progettata da un altro studente di master, che ho aggiornato con sensori e valvole aggiuntivi per controllare temperatura e umidità interne e generare eventi di appannamento ripetibili. Misurando i tempi di recupero ottico in funzione del gradiente termico tra il substrato e l’aria, ho individuato una chiara relazione esponenziale: quanto più il rivestimento è caldo rispetto all’ambiente, tanto più rapidamente la superficie torna trasparente, anche a temperature prossime allo zero. Ho poi testato lenti endoscopiche reali, dove il rivestimento ha mostrato un vantaggio netto rispetto alle lenti non trattate.
Ho lavorato a stretto contatto con l’intero team di Solabs, che fin dal primo giorno mi ha accolto con grande apertura e spirito di collaborazione. Il supporto di Iwan Hächler e Fabrice Bagnoud, i miei supervisori, è stato prezioso in ogni fase del lavoro, dalla progettazione sperimentale all’interpretazione dei dati, un ambiente giovane e stimolante, dove rigore scientifico e mentalità da start up convivono in modo naturale.
Questa esperienza mi ha aperto le porte a un mondo dell’ingegneria molto diverso da quello a cui ero abituato, fatto di nanomateriali, ottica e lavoro pratico in laboratorio, e ha arricchito il mio percorso di studi più di quanto avrebbe potuto fare un progetto puramente accademico, mostrandomi come la ricerca applicata si traduca direttamente in un prodotto.
Le applicazioni target di Solabs riguardano principalmente diverse tipologie di lenti e occhiali: dagli occhiali sportivi alle maschere da sci, così come piccoli componenti ottici nei settori medicale e automobilistico. I risultati raccolti in questo lavoro contribuiscono a validare le prestazioni della tecnologia in condizioni realistiche e fredde: un ulteriore passo del percorso verso la commercializzazione che oggi appare molto concreto.
In collaborazione con Polytrick
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