Gli scienziati delle università nord -occidentali, Duke e Cornell (Stati Uniti) non mancano di idee per spingere i limiti dei materiali. Questa volta, sono stati ispirati dal buon vecchio cottage di mesh, ma miniaturizzando il concetto su scala molecolare. Il risultato? Un materiale chiamato MIM 2D, per “materiale bidimensionale nidificato meccanicamente”.
Una struttura che imita il cottage su una scala nano
Ma cosa significa questo? Fondamentalmente, sono riusciti a assemblare le molecole annidandole come i legami di una catena, creando così foglie ultra resistenti. Ogni centimetro quadrato di questo materiale contiene circa 100.000 miliardi di legami chimici! In altre parole, è estremamente solido.
Per realizzare queste foglie, i ricercatori hanno utilizzato molecole a forma di X che hanno organizzato in cristalli. Questi cristalli consentono alle estremità delle molecole di attaccarsi l’una all’altra. Una volta terminato il processo, dissolvono i cristalli per mantenere solo le foglie nidificate. È un po ‘come tessere una tela, quindi rimuovere il telaio: rimane solo la struttura.
William Dichtel, chimico della Northwestern University, spiega: ” Questo materiale funziona come una mano di maglie. Non si strappa facilmente perché i collegamenti possono muoversi un po ‘per distribuire le forze. Se vuoi davvero romperlo, dovrai rompere miliardi di connessioni. »
I ricercatori non si sono fermati qui. Volevano vedere come si sarebbe comportato il loro materiale nei prodotti esistenti. Hanno scelto una plastica molto robusta chiamata ULTM, già utilizzata in applicazioni industriali. Mescolando il 2,5 % del 2D MIM con questa fibra di plastica, hanno ottenuto risultati impressionanti: la forza necessaria per deformare l’ultema è aumentata del 45 %; Il materiale potrebbe sopportare lo stress aggiuntivo del 22 % prima di cedere.
Anche se questi risultati sono ancora preliminari, mostrano che il MIM 2D potrebbe migliorare considerevolmente le prestazioni dei materiali compositi, in particolare per giubbotti antiproiettile o attrezzature protettive. Ciò che è particolarmente interessante è che questi strati MIM 2D rimangono molto sottili. “” Possono essere manipolati quasi come fogli di carta », Ajoute William Dichtel.
Questo progetto, parzialmente finanziato dall’agenzia americana DARPA dedicata alle tecnologie di difesa avanzate, apre la strada alle innovazioni sacre. Naturalmente, rimane molto da fare: analizzare le proprietà del materiale, testarne la sostenibilità e immaginare applicazioni concrete. Ma i primi risultati sembrano indicare abbastanza chiaramente che si è di fronte a un progresso significativo nella scienza dei materiali.
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