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99,99% aria, 0,01% metallo

Coma si costruisce il materiale più leggero al mondo? Grazie alle nanotecnologie naturalmente. Ancora una volta questo campo in continua evoluzione mostra come le proprietà e le caratteristiche della materia siano ancora un campo di indagine da continuare a esplorare.
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Coma si costruisce il materiale più leggero al mondo? Grazie alle nanotecnologie naturalmente. Ancora una volta questo campo in continua evoluzione mostra come le proprietà e le caratteristiche della materia siano ancora un campo di indagine da continuare a esplorare. Gli HRL laboratories (California, USA), una compagnia hi-tech che sembra uscita da un romanzo di MIchael Crichton, hanno da poco annunciato di aver creato il materiale più leggero al mondo, cento volte più leggero dello Styrofoam, una varietà di polistirolo espanso. Il segreto del prodotto, ancora senza un nome commerciale, è nella struttura. I ricercatori, grazie alle risorse della nanotecnologia hanno costruito un'intelaiatura modulare (il termine tecnico è micro-lattice) di metallo (una particolare lega di nickel e fosforo) ottenendo una densità inferiore a 10 milligrammi per centimetro cubico. Per dare un metro di paragone, basta osservare la foto qui sotto che ha già fatto il giro del mondo, dove un pezzo del nuovo materiale è dolcemente adagiato su un'infruttescenza di dente di leone (il cosiddetto «soffione» formato da centinaia di pappi, appendici piumose grazie alle quali i frutti si disperdono col vento).

Non è un fotomontaggio, ma un’immagine dal vero del nuovo materiale sorretto da una delle piante più delicate e fragili (Immagine: hrl.com)

Il segreto? la fotopolimerizzazione Il nuovo materiale è formato da una successione di tubicini con le pareti di uno spessore di appena 100 nanometri, e un diametro complessivo di 100 micron. 100 nanometri significa circa 1000 volte più sottile dello spessore di un capello, come è possibile ottenere un risultato del genere? Il segreto è la fotopolimerazzione, un processo per cui la luce (in questo caso UV) è in grado di innescare e guidare la polimerizzazione di alcuni monomeri. Ecco come Tobias Schaedler, a capo del team di ricerca alla HRL, ha descritto il processo:
Quando la luce inizia a polimerizzare il monomero liquido, il cambiamento dell'indice di rifrazione tra il polimero e il monomero comincia a incanalare la luce, proprio come avviene in una fibra ottica [...]. Questo porta alla formazione di una guida d'onda polimerica, o fibra, che si auto-propaga attraverso il monomero liquido. Formiamo queste guide d'onda in diverse direzioni e le intrecciamo in modo da creare un reticolo interconnesso. Poi laviamo via il monomero liquido che non si è polimerizzato con un solvente, e il risultato è una struttura a micro lattice dove le guide d'onda auto-propagate sono i componenti individuali del lattice.
Tutt’altro che fragile A leggere i risultati della ricerca pubblicati sulla rivista Science, in cui si parla di sottilissimi tubi che si formano grazie alla luce, sembrerebbe lecito immaginare che il materiale sarà sì leggero, ma anche estremamente fragile. Niente di più sbagliato: il micro-lattice così costruito è elastico e resistente, come si può vedere facilmente nei filmati prodotti dall'HRL, che ha operato su commissione del DARPA (Defense Advanced Research Projects Agency) e in collaborazione con il Caltech (California Institute of Technology) e University of California. Le applicazioni per il neonato materiale per il momento si possono solo immaginare, gli autori prevedono impieghi che spaziano dall'elettronica (elettrodi di batterie) all'ingegneria e all'edilizia (isolamento acustico e meccanico).  

Il servizio del Tg Leonardo sul microlattice

  -- Per approfondire le scienze dei materiali, puoi leggere l’intervista al chimico Gianfranco Pacchioni (Università Milano Bicocca) , autore di Quanto è piccolo il mondo. Sorprese e speranze dalle nanotecnologie

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