I nuovi materiali: tra scienza e tecnologia

i MATERIALI DEL FUTURO

Nell’ultimo decennio, gli scienziati americani di mezzo mondo stanno sperimentando nuove ricerche, soprattutto chimiche e biologiche, con l’aiuto di strumenti tecnologici di ultima generazione. Tra i risultati più sorprendenti e convincenti ci sono – senza dubbio – i nuovi materiali, praticamente impensabili fino a qualche anno fa e che oggi, invece, diventano realtà.

I materiali del futuro

Ecco i tre saliti sul podio:

  1. L’aerogel superleggero l’aerogel di grafene, creato da un team dell’università di Zhejiang, in Cina. Il nuovo materiale è ricavato da un gel nel quale la componente liquida è sostituita da un gas. Allo stato solido si presenta con una densità estremamente bassa: pesa infatti appena 0,16 milligrammi per centimetro cubo. È così leggero che non fa nemmeno piegare i petali di un fiore sui quali viene posato. A dispetto della sua apparente fragilità, l’aerogel è anche dotato di un’eccellente elasticità e riprende subito la forma dopo essere stato compresso. Idealmente paragonabile a una spugna, s’imbeve velocemente: un solo grammo può assorbire 68,8 grammi di liquidi al secondo ed è quindi una delle sostanze più adatte per ripulire le fuoruscite cli petrolio in mare. Oltre che per combattere l’inquinamento, l’aerogel di carbonio può essere impiegato come ottimo materiale isolante per lo stoccaggio dell’energia, funzionare come vettore catalitico ed essere impiegato come isolante acustico.
  2. Il metallo piuma. Cento volte più leggero del polistirolo ma molto resistente, è stato sviluppato dall’azienda aerospaziale Boeing in collaborazione con l’Università della California e il California Institute of Technology. Costituito al 99,9 per cento di aria, ha l’aspetto di un micio-reticolo metallico, la cui struttura può essere paragonata a quella delle ossa. La parte esterna, infatti, è rigida mentre quella interna è cava. Il reticolo è formato da cilindri di nichel interconnessi, vuoti all’interno e più sottili di un capello umano. Questa particolare conformazione, detta “a celle aperte”, dona al materiale una straordinaria resistenza alla compressione, tale che riuscirebbe a proteggere un uovo in caduta libera dal tetto di un palazzo alto 25 piani. Oltre ad avere una densità molto bassa, il supermetallo dà luogo a comportamenti meccanici mai osservati prima, tra cui il recupero completo della compressione e un elevato assorbimento di energia. Per questo se ne prospetta l’impiego nella costruzione di automobili, aerei e veicoli spaziali più leggeri, motori più efficienti, dispositivi elettronici e biomedici.
  3. Le celle più sottili. Ricercatori del Massachusetts Institute of Technology di Boston hanno realizzato celle solari in grado di produrre elettricità quando colpite dalla luce. Sottili e flessibili, possono essere adagiate persino su una bolla di sapone senza farla scoppiare. Sono formate da 3 elementi: un substrato di supporto, un materiale fotosensibile e un rivestimento di protezione dall’agente esterno. Per il substrato e il rivestimento è stato impiegato un polimero flessibile (Parylene), usato sia per proteggere apparati biomedicali che devono essere impiantati nel corpo umano sia circuiti stampati elettronici che vanno protetti dall’ambiente esterno. Per realizzare lo strato che produce la corrente è stato invece usato un materiale organico (Dbp), un solvente impiegato anche nel riciclaggio della carta. La nuova cella solare ha uno spessore 50 volte inferiore a quello di un capello e può produrre 6 watt per grammo. Genera cioè 400 volte più energia rispetto ai moduli fotovoltaici in silicio, che producono 15 watt per chilogrammo.
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