Un team di scienziati provenienti dall’Università della Pennsylvania, dall’Università dell’llinois in Urbana-Champaign e da Cambridge ha realizzato un materiale che è stato battezzato legno metallico che è forte come il titanio ma molto più leggero, la ricerca è stata pubblicata su Scientific Reports.
Il titanio, essendo forte quanto l’acciaio ma pesando la metà, oggi è un po’ il paradigma del miglior rapporto possibile tra leggerezza e robustezza eppure si può fare di meglio. Tutti i materiali naturali hanno delle imperfezioni nella loro struttura, lavorando alle nanoscale e disegnando una struttura atomo per atomo si potrebbe ottenere un rapporto peso/robustezza molto migliore, oggi stiamo iniziando a farlo. Il team guidato da James Pikul (assistente professore alla Penn University) con l’ausilio di Bill King e Paul Braun (Università dell’Illinois) e Vikram Deshpande (Cambridge) hanno realizzato una struttura in nickel che hanno chiamato legno metallico per due motivi: il primo è che la struttura cellulare proprio come quella del legno in alcuni punti è più densa e in altri è porosa (da cui la leggerezza), nel legno le parti più dense servono per dare resistenza alla struttura quelle porose a supportare le funzioni biologiche come il trasporto di nutrienti tra le cellule, il secondo motivo è la densità del materiale che è molto simile a quella del legno.
I ricercatori ipotizzano anche, sempre prendendo spunto dal mondo naturale, che come nel legno la struttura porosa serve ad altro così loro potrebbero infondere nella parte porosa del loro legno sintetico anodi e catodi e realizzare strutture come un’ala d’areo o una gamba artificiale che unisca la funzione strutturale a quella di batteria.
Il legno sintetico a base di nickel è una struttura che è composta al 70% di vuoto da cui lo straordinario rapporto tra robustezza e peso, forte come il titanio ma da quattro a cinque volte più leggero.
Non siamo però ancora al punto in cui il legno sintetico è pronto per impieghi industriali, i ricercatori devono approfondire e risolvere questioni sia relative al processo industriale e i suoi costi che sulle caratteristiche del materiale.
Per quanto riguarda il primo aspetto i materiali impiegati non sono costosi, il nickel è molto più economico del costoso titanio ma il processo di produzione (un procedimento abbastanza complesso che parte da minuscole sfere di plastica sospese in acqua, poi si fa evaporare l’acqua, le sfere rimaste formano una struttura estremamente ordinata su cui viene infuso il nickel ed infine si sciolgono le sfere con un solvente lasciando solo la struttura metallica) per ora è limitato e bisognerà farlo crescere a scala industriale.
Per quel che riguarda le caratteristiche del materiale gli scienziati ancora non sanno se quando sottoposto a sufficiente pressione si ammaccherà come il metallo o andrà in frantumi come il vetro.
Fonte immagine: medium.com/penn-engineering
Roberto Todini
