Il Dr. Erkka Frankberg e coautori di Finlandia, Francia, Austria, Norvegia, USA e Italia (c’è anche il “nostro” Matteo Vanazzi del Politecnico di Milano) hanno usato una tecnica chiamata deposizione laser pulsata per convertire l’allumina (Al 2 O 3 ) in uno stato simile al vetro.
“Il vetro convenzionale è fragile e si frantuma facilmente sotto pressione”, ha detto Frankberg a proposito del “metallo trasparente” appena sviluppato. “Abbiamo scoperto un modo per produrre vetro che mostra un comportamento duttile. In altre parole, il nostro vetro è pieghevole e più duro del vetro convenzionale. “
Il metodo adottato
È estremamente difficile convertire l’ossido di alluminio in una sostanza vetrosa
I tradizionali processi di produzione del vetro non possono essere applicati all’ossido di alluminio perché si trasforma facilmente nella forma cristallina. La soluzione è raffreddare il materiale in modo estremamente rapido da una temperatura elevata per impedirne la cristallizzazione. Quello che si ottiene è un metallo duttile traslucente.
La fabbricazione di un vetro duttile che mostri plasticità è estremamente impegnativa. Per questo il processo deve essere ulteriormente perfezionato e sviluppato prima che il nuovo tipo di vetro possa essere prodotto su larga scala quasi come un metallo trasparente e diffuso alla stregua di altri super materiali oggi allo studio.
“Sia l’alluminio che l’ossigeno sono abbondanti sulla Terra, ma abbiamo bisogno di un processo di produzione non convenzionale per raggiungere le proprietà desiderate”, ha spiegato Frankberg.
Anche il vetro duttile prodotto deve essere puro e impeccabile
Un materiale di vetro di alta qualità è obbligatorio se si vuole renderlo pieghevole. La presenza di eventuali imperfezioni nel vetro come crepe, bolle o impurità, può provocare fratture. “Nel nostro vetro, gli atomi sono in grado di spostarsi da una posizione all’altra prima che il vetro raggiunga lo stress necessario per la frattura, mentre nel vetro convenzionale lo stress da frattura viene raggiunto prima che gli atomi inizino a muoversi, motivo per cui il vetro si rompe facilmente,” dice Frankberg.
Il team ha preparato sottili pellicole di questo vetro e le ha sottoposti a stress meccanici. Il materiale ha mostrato proprietà di un “metallo trasparente”, è stato allungato e compresso, nonché di taglio.
In futuro avremo vetri che si deformano, si “ammaccano” ma non si rompono.
“Dimostrare la duttilità è solo l’inizio. Successivamente esamineremo quali altri tipi di vetro hanno la stessa capacità”.
Il lavoro del team è stato pubblicato nel numero del 15 novembre 2019 della rivista Science .
