Carta trasparente? Ecco il film in nanocellulosa rivoluzionario per fotovoltaico e packaging

Un gruppo internazionale di ricercatori ha messo a punto un film innovativo in nanocellulosa, un materiale altamente sostenibile e multifunzionale, pensato per trasformare due settori cruciali: il fotovoltaico e il packaging. La particolarità di questo film sta nella sua capacità di combinare un’elevata trasparenza con la possibilità di regolare la diffusione della luce, caratteristiche che...

Mag 1, 2025 - 15:34

Carta trasparente? Ecco il film in nanocellulosa rivoluzionario per fotovoltaico e packaging

Un gruppo internazionale di ricercatori ha messo a punto un film innovativo in nanocellulosa, un materiale altamente sostenibile e multifunzionale, pensato per trasformare due settori cruciali: il fotovoltaico e il packaging. La particolarità di questo film sta nella sua capacità di combinare un’elevata trasparenza con la possibilità di regolare la diffusione della luce, caratteristiche che lo rendono ideale per applicazioni avanzate. In particolare, il film raggiunge una trasmittanza superiore all’80% alla lunghezza d’onda di 550 nm, aprendo nuove strade nell’ottimizzazione della gestione della luce.

Ma cos’è esattamente la nanocellulosa? Si tratta di un materiale derivato dalla cellulosa, lavorato su scala nanometrica e ottenuto da fonti naturali come piante, alghe o batteri. Questo lo rende non solo altamente performante, ma anche ecologico e biodegradabile, in linea con le esigenze di un futuro più sostenibile.

Il film che unisce efficienza e sostenibilità: dal fotovoltaico al packaging

Nel campo del packaging, le priorità sono la resistenza meccanica e la capacità di creare una barriera contro acqua e gas, mentre la trasparenza ottica è meno rilevante. Al contrario, per il fotovoltaico è fondamentale ottenere materiali con alta trasparenza, superfici lisce e resistenza all’acqua per garantire prestazioni ottimali.

Per raggiungere questi obiettivi, i ricercatori hanno combinato due tipi di nanocellulosa: i cristalli nanocellulosici (CNC) e le nanofibrille di cellulosa (CNF), sperimentando diverse proporzioni (100:0, 75:25, 50:50, 25:75, 0:100). Inoltre, hanno introdotto un componente aggiuntivo, la montmorillonite (MTM), un nanoclay che ha permesso di migliorare alcune caratteristiche del materiale, come la protezione dai raggi UV e la resistenza al rigonfiamento.

Il processo di produzione è avvenuto tramite una tecnica chiamata solvent casting, che prevede il mescolamento dei componenti in sospensioni, la loro essiccazione a temperatura ambiente e un’ulteriore fase di asciugatura a 150°C per migliorare la stabilità dei film. Questo ha permesso di ottenere superfici lisce e prive di rughe, necessarie per le successive analisi meccaniche e ottiche.

I film sono stati sottoposti a rigorosi test per valutare le loro caratteristiche fisiche, meccaniche e ottiche, oltre alla resistenza all’acqua e alla stabilità cromatica sotto luce artificiale. I risultati hanno dimostrato che i film realizzati senza montmorillonite (CNC:CNF) offrono prestazioni superiori per applicazioni optoelettroniche, grazie alla loro eccezionale trasparenza (oltre l’80% a 550 nm) e alla superficie liscia, con rugosità RMS di appena 17 nm per il rapporto CNC:CNF 100:0.

D’altra parte, i film contenenti montmorillonite hanno mostrato una maggiore resistenza al rigonfiamento (28-53%) e un’efficace protezione dai raggi UV fino a 250 nm, caratteristiche che potrebbero aumentarne la durata in applicazioni tecnologiche.

Un altro aspetto interessante è la capacità dei film di regolare il livello di diffusione della luce (haze), che varia dal 5% al 60% a seconda della composizione. Questo li rende particolarmente utili per il fotovoltaico, dove una gestione ottimale della luce può migliorare l’efficienza dei pannelli solari.

La ricerca, intitolata “Multifunctional nanocellulose hybrid films: From packaging to photovoltaics”, è stata pubblicata sull’International Journal of Biological Macromolecules.

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