Ricercatori presso Con E il California Institute of Technology Hanno realizzato un materiale nanoingegnerizzato che potrebbe essere più forte di materiali come il Kevlar o l’acciaio. Realizzato in materiale “tetrakaidecahedrons” legato al carbonio, ha assorbito l’impatto del piombo microscopico in modo sorprendente.
Lo studio, condotto da Carlos Portela del Massachusetts Institute of Technology, mirava a vedere se i materiali nanostrutturati, ovvero progettati e fabbricati su scala nanometrica, potessero essere un percorso praticabile verso giubbotti antiproiettile, giubbotti antiproiettile e altri superfici protettive.
idea tetraedricoTuttavia, il materiale sottostante non è nuovo. Lord Kelvin nel 19° secolo propose una classe complessa di 14 lati di un poliedro (ci sono circa 1,5 miliardi di possibili variazioni) come una delle classi teoricamente più efficienti da riempire con copie di esso.
Portela e colleghi si sono chiesti se molti di questi poliedri potessero essere inseriti in un piccolo spazio interconnesso, sarebbero serviti come un efficace ammortizzatore? Questi materiali sono stati testati con deformazioni lente ma non così forti come ci si aspetterebbe da un proiettile o da un micrometeorite.
Per scoprirlo, hanno sintetizzato gruppi di materiale mediante tecniche di nanostampa e hanno cotto la struttura risultante fino a renderla carbonio puro. Quindi hanno sparato a queste strutture di carbonio con proiettili di ossido di silicio larghi 14 micron che si muovevano ben al di sopra della velocità del suono (anche se il confronto su queste scale è un po’ strano).
Crediti immagine: Massachusetts Institute of Technology/California Institute of Technology
Le strutture in carbonio, specialmente quelle più dense, assorbono molto bene l’impatto, bloccando le particelle morte e, soprattutto, deformandosi ma non frantumando.
“Mostriamo che il materiale può assorbire una grande quantità di energia a causa del meccanismo di compressione degli urti dei montanti su scala nanometrica rispetto a qualcosa che è denso e completamente monolitico, non nano-coerente”, ha detto Portella in un comunicato stampa che descrive la scoperta . “La stessa quantità di massa del nostro materiale sarebbe più efficace nel fermare un proiettile rispetto alla stessa quantità di massa del Kevlar”.
È interessante notare che i ricercatori hanno scoperto di essere in grado di modellare meglio l’impatto e i danni utilizzando metodi comunemente usati per descrivere i meteoriti che colpiscono la superficie del pianeta.
Questo è solo un risultato di laboratorio preliminare, quindi i soldati non indosseranno giubbotti antiproiettile tetraedro in qualunque momento presto, ma l’esperienza mostra certamente risultati promettenti con questo approccio. Se il team è in grado di trovare un modo per produrre il materiale su larga scala, potrebbe essere utile in tutti i tipi di industrie.
Lo studio è stato pubblicato sulla rivista materiali naturali nature.
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