Nanomateriali regolabili elettricamente cambiano la loro forza con un tocco

Nanomateriali regolabili elettricamente combiano la loro forza conun tocco.

Nuovi materiali che cambiano le loro proprietà con un semplice tocco. Grazie ad una sollecitazione elettrica questi materiali sono in grado di passare da uno stato duro ad un più morbido e altro ancora…

La scoperta è di quelle veramente eccezionali: un materiale in grado di cambiare la propria “durezza” con un semplice tocco. Si tratta di una miscela di nanomateriali che tra le loro proprietà hanno quella di cambiare la loro durezza passando da uno stato di materiale duro a morbido semplicemente premendo un pulante. La novità è stata sviluppata da alcuni ricercatori della Technical University di Amburgo e della Helmholtz Center Geesthacht.

Le proprietà di un materiale metallico e delle leghe in generale sono impostate una volta per tutte durante la produzione, ciò costringe gli ingegneri ad un compromesso durante la selezione delle proprietà meccaniche di un materiale. La ricerca di Jörg Weissmuller (uno scienziato dei materiali della Technical University di Amburgo) potrebbe portare a materiali intelligenti con la capacità di auto-guarigione, in grado di smussare i difetti autonomamente.

Nell’immagine che trovate in cima al testo potete osservare i materiali in questione visti da un microscopio elettronico a scansione durante una presentazione dell’associazione Helmholtz nei di centri di ricerca tedeschi.

Le parole di Weissmuller fanno ben sperare: “A questo punto possiamo affermare che è stato fatto un progresso significativo. Per la prima volta siamo riusciti a produrre un materiale che, pur in servizio, può passare avanti e indietro da uno stato di comportamento forte e fragile e uno di morbido e malleabile. Siamo ancora nella fase di ricerca fondamentale ma la nostra scoperta potrebbe portare significativi progressi nello sviluppo dei materiali cosiddetti intelligenti”.

Composizione dei nuovi materiali

Per produrre questo materiale innovativo gli scienziati hanno utilizzato un processo relativamente semplice: la corrosione. I ricercatori hanno posizionato sia oro che platino in una soluzione acida, mentre il metallo veniva corroso si sono formate delle reti di canali porosi. I pori sono stati poi impregnati con un liquido conduttore, sia esso una semplice soluzione salina o acido diluito. Il risultato è un materiale ibrido tra metallo e liquido che, quando attivato da un segnale elettrico, ha la proprietà di cambiare stato passando da un materiale duro ad uno più morbido, letteralmente con la semplice pressione di un pulsante.

I ricercatori spiegano: gli ioni disciolti nel liquido erano elettricamente carichi, le proprietà meccaniche dei partner metallici sono state modificate con l’applicazione di un potenziale elettrico nel partner liquido. Questo ha prodotto un rafforzamento o indebolimento dei legami atomici nella superficie del metallo quando gli elettroni in più sono stati aggiunti agli atomi di superficie.

Prospettive future con i nuovi materiali

I ricercatori hanno scoperto che la forza del materiale potrebbe addirittura essere raddoppiata, se necessario. In alternativa, il materiale potrebbe essere trasformato da duro a un più debole ma più tollerante ai danni, allo stesso modo si potrebbe incrementare l’ assorbimento di energia e lo stato malleabile del materiale.
Una scoperta come questa lascia sicuramente spazio a numerosi progetti. Pensiamo ad esempio a come potrebbero cambiare le condizioni di sicurezza a bordo di un’ automobile usando questi materiali in grado di assorbire i danni nei punti critici durante un incidente. La novità per tanto sembra essere davvero interessante, sicuramente ora siamo solo agli inizi e c’è ancora molto lavoro da fare da parte dei ricercatori, le prospettive future sono però veramente ottime. Dal momento che il materiale può creare segnali elettrici spontaneamente e in modo selettivo, è in grado di rafforzare la materia nelle regioni con concentrazione di sforzi locali. Ciò consentirebbe una prevenzione o cura delle fessure sostenute dallo stress.

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