I ricercatori del MIT e del Caltech hanno creato un materiale nano-ingegnerizzato che potrebbe essere più resistente di kevlar e acciaio. Realizzato con “tetrakaidecaedri” di carbonio interconnessi, il materiale ha assorbito l’impatto di proiettili microscopici in modo spettacolare.
Lo studio, guidato da Carlos Portela del MIT, mirava a scoprire se i materiali nanoarchitettonici, (cioè progettati e fabbricati su scala nanometrica) potevano essere un percorso praticabile verso scudi antiesplosione ultra resistenti, armature per il corpo e altre superfici protettive.
L’idea di materiali basati sui tetrakaidecaedri non è nuova. Queste figure complesse di poliedro (che contemplano 1.5 miliardi di possibili varianti) furono proposte da Lord Kelvin nel XIX secolo come la forma ideale per riempire gli spazi.
I nanomateriali surclassano il kevlar
Per un principio simile a quello esposto da Lord Kelvin, la densità che i tetrakaidecaedri possono assumere anche in spazi ridotti può massimizzare l’assorbimento degli impatti. Anche di quelli dei proiettili (o dei micro detriti spaziali). Per provare questa tesi, i ricercatori hanno assemblato blocchi di materiali usando tecniche di nanolitografia. Poi gli hanno “sparato contro” nano proiettili a velocità superiori di quelle del suono.
Le dense strutture di nanomateriali hanno assorbito molto bene ogni impatto (meglio del kevlar, come detto). Si sono deformate, ma non si sono rotte.
Questo materiale può assorbire molta energia grazie al suo meccanismo di compattazione degli urti su scala nanometrica. La stessa quantità di massa del nostro materiale sarebbe molto più efficiente nel fermare un proiettile rispetto alla stessa quantità di massa di Kevlar.
Carlos Portela
Una soluzione trovata guardando le stelle
È interessante notare che i ricercatori hanno modellato al meglio l’impatto e il danno usando metodi generalmente noti per descrivere le meteore che colpiscono la superficie di un pianeta.
Questo è solo un risultato di laboratorio iniziale: non vedremo presto il kevlar sostituito nei giubbotti antiproiettile. Però l’esperimento mostra le gigantesche potenzialità di questo approccio: se sarà trovato un modo sostenibile di produrre questo materiale a tetrakaidecaedri su larga scala, farà la fortuna di molte industrie (e di molti superstiti).
