Il legno metallico: forte come il titanio e denso come l’acqua

I ricercatori hanno realizzato un foglio di nichel con pori nanometrici che lo rendono resistente come il titanio, ma da quattro a cinque volte più leggero. Si chiama legno metallico.

Il legno metallico: forte come il titanio e denso come l'acqua

Allo stato attuale della tecnologia, quando serve un materiale leggero ma con alte prestazioni, si ricorre al titanio. Le ali degli aeroplani, per esempio, sono costituite da titanio, resistente come l’acciaio, ma circa il doppio più leggero.

Le proprietà di questo metallo dipendono dal modo in cui gli atomi sono impilati. Tuttavia, i difetti casuali che insorgono nel processo di fabbricazione fanno sì che la sua forza sia solo una frazione di quella che teoricamente potrebbero essere.

Il titanio potrebbe essere 10 volte più forte

Anche i migliori metalli hanno difetti nella loro disposizione atomica che ne limitano la forza. Un blocco di titanio in cui ogni atomo fosse perfettamente allineato, sarebbe dieci volte più forte di quello che attualmente viene prodotto.

Se si riuscisse a lavorare su scala atomica, andando a sistemare i singoli atomi, si potrebbe progettare e costruire nuovi materiali con rapporti di forza-peso ancora migliori.

Incredibilmente, qualcuno ha fatto proprio questo. I ricercatori della Università di Pennsylvania, della Università dell’Illinois  e dell’Università di Cambridge (tutte negli Stati Uniti), hanno costruito un foglio di nichel con pori su scala nanometrica. Ciò lo rendono resistente come il titanio, ma da quattro a cinque volte più leggero.

Simile al legno ma molto, molto più forte

Lo spazio vuoto dei pori e il processo di auto-assemblaggio in cui sono realizzati, rendono il metallo poroso simile a un materiale naturale, come il legno. Ecco perché il nuovo materiale è stato chiamato legno metallico.

Proprio come la porosità delle venature del legno serve alla funzione biologica di trasportare energia, lo spazio vuoto nel legno metallico potrebbe anche essere infuso con altri materiali. Per esempio, infondendo materiali anodici e catodici potrebbe diventare una batteria. Riuscite ad immaginare una protesi o un’ala di un aeromobile che è anche una batteria?

Il team di scienziati ha realizzato fogli di questo legno metallico dell’ordine di un centimetro quadrato (come una faccia di un dado da gioco). Per dare un idea di cosa significhi, dentro questo centimetro quadrato ci sono circa 1 miliardo di traverse di nichel, che puntellano l’intera struttura come fossero le traverse di un ponte o di un edificio.

Il legno metallico può galleggiare

Poiché circa il 70% del materiale risultante è spazio vuoto, la densità del legno metallico a base di nichel è estremamente bassa in relazione alla sua resistenza. Avendo una densità pari a quella dell’acqua, un mattone di questo nuovo materiale può galleggiare.

Adesso, la prossima sfida per gli scienziati è di trovare un processo di produzione in dimensioni commercialmente rilevanti.

L’intero studio è stato pubblicato su Nature Scientific Reports.

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