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La Rivoluzione dei Super Materiali

La Rivoluzione dei Super Materiali. Di UniPrice. Ci sono materiali che hanno cambiato la storia del mondo. Di base si tratta di materiali fatti da diverse entità interagenti tra loro e in cui i meccanismi cooperativi che si instaurano sono talmente forti da creare proprietà inaspettate.
Non siamo qui a fare un trattato di chimica o di fisica, non è il luogo nè il caso ma vogliamo capire quanto certi materiali possano influire sul nostro quotidiano.

La Rivoluzione dei Super Materiali Bachelite

Telefono vintage in Bachelite

La Rivoluzione dei Super Materiali

Dall’Acciaio alla Plastica

Nel 1885 riuscì l’inglese Henry Bessemer riesce a produrre un materiale che si rivelerà importante per la successiva storia dell’umanità: l’acciaio.
Un materiale di cui abbiamo ampiamente parlato in un nostro precedente articolo.

All’inizio del ‘900, la bachelite, sviluppata dal chimico Leo Baekeland, si distingue come una delle prime materie plastiche. Per le sue proprietà non conduttive e resistenti al calore troverà applicazioni industriali per beni di consumo tra cui isolanti elettrici, involucri radio e telefonici, utensili da cucina.

Un altro materiale che cambierà il mondo sarà la plastica. Usata ovunque, dai viaggi nello spazio fino alla bottiglia di acqua che conserviamo nel nostro frigorifero.
Le materie plastiche e i loro derivati, come il Kevlar e tessuti sintetici come il poliestere, sono superate. Soprattutto per una delle caratteristiche che, quando la plastica fu inventata, era ritenuta la più importante: l’indistruttibilità.

Oggi tutti conosciamo l’impatto che ha la plastica sull’ambiente e la distruzione di ecosistemi particolarmente delicati. Per questo motivo molti scienziati hanno cambiato il modo di pensare ricercando nuovi materiali derivati da riciclo di prodotti esistenti o cercando di riutilizzare scarti di lavorazioni.

La bioplastica è una plastica prodotta con materiale organico ( es. frumento, mais, barbabietola ) e senza utilizzare derivati del petrolio è biodegradabile al 100%.

Un team di ricercatori della Cornell University ha scoperto che dalle bucce dell’arancia è possibile ricavare un polimero plastico a basso impatto ambientale, idoneo a sostituire il polistirene, ottenuto dal petrolio mediante processi chimici altamente inquinanti.

L’idea di ottenere plastiche ecologiche a partire dai vegetali non è comunque nuova e le ricerche in questo senso sono iniziate negli anni ’30 del Novecento.

La Rivoluzione dei Super Materiali Plastica

Sommersi da un Mare di Plastica

La Rivoluzione dei Super Materiali

Compositi Termoindurenti

Fin dalle prime realizzazioni di elettrodomestici, i vari metalli sono stati privilegiati per la loro costruzione. Nel tempo, le proprietà di questi materiali li hanno resi meno attraenti per i produttori: conducono rapidamente il calore che in alcuni casi non è richiesto; possono deformarsi in condizioni estreme, corrodersi o essere rovinati da sostanze chimiche e umidità.

In alcuni casi risultano troppo pesanti e poco pratici. Per questi motivi, molte parti e componenti di elettrodomestici non sono più realizzati in metallo.

La sostituzione del metallo con altri materiali compositi è frutto di ricerca in continua evoluzione e offre una varietà di requisiti richiesti dai produttori di elettrodomestici. In sostituzione di parti metalliche un tempo tradizionali, i componenti compositi termoindurenti possono imitare l’aspetto del metallo offrendo al contempo resistenza all’uso ripetuto, stabilità e resistenza termica, resistenza alla corrosione e alle sostanze chimiche, leggerezza e piacevolezza al tatto, silenziosità nel caso di applicazioni a parti meccaniche come i motori.

I compositi termoindurenti nell’industria degli elettrodomestici sono utilizzati in lavatrici, asciugatrici, frigoriferi, congelatori, cucine, forni, lavastoviglie per la realizzazione di componenti quali pannelli di controllo, maniglie, manopole, scocche, alloggiamenti di motori.

La domanda di prodotti resistenti, leggeri e più rispettosi dell’ambiente sta portando l’industria verso la ricerca di resine ecocompatibili che incorporano materie plastiche riciclate e polimeri a base biologica.

La Rivoluzione dei Super Materiali Microlattice di Metallo

Microlattice di metallo prodotto da HRL Laboratories e Boeing: il metallo più leggero al mondo.

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I Super Materiali

Come spesso accade, le ricerche scientifiche avvengono in settori che poco hanno a che fare con la nostra vita quotidiana o che, in molti casi, ci sembrano molto distanti da noi.

Il settore aerospaziale, ad esempio, è quello dove la ricerca di materiali resistenti e leggeri è più attiva.

Nel 2015 la Boeing ha realizzato un materiale composto dal 99,99% di aria definito dai suoi creatori “microlattice” o, più tecnicamente, una “struttura polimerica cellulare aperta”.

Il risultato è un materiale più forte della fibra di carbonio ma con meno di un decimo del peso.

Boeing ritiene che questo materiale potrà diventare parte integrante delle strutture degli aeromobili e troverà poi applicazioni in prodotti più comuni come le carrozzerie delle automobili e per le attrezzature sportive.

Il Grafene

Non è un vero materiale composito, tutt’altro, ma sta rivoluzionando molti ambiti. 100 volte più resistente dell’acciaio è il nuovo super materiale conosciuto come Grafene, in sostanza un foglio di carbonio dello spessore di un atomo. La sua scoperta sta invadendo tutti i campi della tecnologia, dall’elettronica all’aeronautica, dalla medicina all’esplorazione spaziale.

Molto leggero ed eccellente conduttore di calore ed elettricità, trova applicazioni nella bioingegneria e nello stoccaggio dell’energia.

Una recente ricerca sulle potenzialità della struttura del grafene riguarda la depurazione dell’acqua. Alcuni ricercatori inglesi sono riusciti a rendere più efficienti i filtri a base di grafene per rimuovere i sali dall’acqua, mettendo a punto membrane dai nanopori regolabili.

Ed è quasi completamente trasparente. La sua realizzazione è ancora molto costosa ma quando troverà definitivamente un applicazione di massa, i vantaggi che ne deriveranno saranno superiori ai costi.

La Rivoluzione dei Super Materiali Grafene

Grafene anche per la depurazione dell’acqua

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La Rivoluzione dei Super Materiali Grafene 3D

Grafene 3D

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Il Grafene, dal 2D al 3D

Una ulteriore ricerca sulle potenzialità del grafene ha prodotto un nuovo super-materiale spugnoso più leggero della plastica più leggera ma 10 volte più resistente dell’acciaio.

La struttura soffice, che assomiglia un po’ a una creatura marina, è quasi completamente vuota; la sua densità è solo del 5% rispetto al normale grafene.

Vetro a prova di rotture

Un ricercatore dell’università di Tokyo ha realizzato un “vetro” capace di autoripararsi. Con una leggera pressione esercitata per 30 secondi due parti separate da una frattura possono ricombinarsi, senza colle o calore.

Questo materiale deve essere ancora affinato ma ci piace pensare che in un prossimo futuro potremo avere elettrodomestici in vetro che potremo riparare in caso di rotture accidentali, con un semplice tocco.

Airloy, il super-isolante

Un nuovo materiale, chiamato Airloy, unisce la forza delle plastiche convenzionali con le proprietà dell’aerogel.

Il risultato è un prodotto, leggero duro e resistente. Le proprietà super-isolanti osservate renderà possibile la realizzazione di materiali isolanti sottili e leggeri.

I pannelli in Airloy possono essere laminati insieme per ottenere spessori maggiori o modellati, secondo le specifiche necessità, con le normali operazioni di fresatura, tornitura, taglio.

L’Airloy può anche essere reso trasparente per consentire alla luce del giorno di passare attraverso, senza compromettere l’isolamento termico.

Probabilmente il miglior isolante esistente, 100 volte più leggero dell’acqua.

La Rivoluzione dei Super Materiali Airloy

Airloy, un materiale dalle caratteristiche infinite

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La Rivoluzione dei Super Materiali Germanene

I pescatori di Tobi Island (Micronesia) utilizzano le ragnatele per realizzare le lenze.

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Il Germanene

Non tutti sanno che uno dei materiali di origine biologica più resistenti al mondo è la tela del ragno.

Da secoli se ne studiano le proprietà elastiche e di resistenza. Tali studi hanno portato alla creazione del germanene, utilizzando nanofibre di cellulosa, i mattoncini che costituiscono legno e piante.

Questo nuovo materiale artificiale ma biodegradabile potrebbe diventare un’alternativa “ecologica” alla plastica e sostituirla in tutti i suoi campi di applicazione.

E’ 8 volte più forte e resistente della seta che il ragno usa per tessere le sue ragnatele. Supera anche l’acciaio e qualsiasi altro metallo o lega metallica, così come le fibre di vetro e la maggior parte dei materiali artificiali. Per le sue applicazioni pratiche dovremo aspettare ancora qualche anno ma siamo fiduciosi.

Potrà, ad esempio, sostituire la vasca in plastica che contiene il cestello della lavatrice ed è anche il contenitore dell’acqua che viene utilizzata durante il lavaggio. Questo tipo di vasca è preferito dai produttori per l’economicità, la resistenza e, diversamente dal metallo che è propagatore ed amplificatore, assorbe maggiormente il rumore.

I nuovi materiali porteranno considerevoli vantaggi, sia ai consumatori che all’ambiente.

La Rivoluzione dei Super Materiali Lavatrice Smeg SLB147X-2

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Lavasciuga AEG L9WEC169K

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Lavasciuga Bompani Lavinia BOWD114E

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