Allacciate le cinture! Una nuova classe di materiali è qui

Jun 11, 2023

Preferiresti sbattere contro un muro di mattoni o contro un materasso? Per la maggior parte delle persone la scelta non è difficile. Un muro di mattoni è rigido e non assorbe bene gli urti o le vibrazioni; un materasso è morbido ed è un buon ammortizzatore. A volte, nella progettazione dei materiali, sono necessarie entrambe queste proprietà. I materiali dovrebbero essere in grado di assorbire le vibrazioni, ma dovrebbero essere sufficientemente rigidi da non collassare sotto pressione. Un team di ricercatori dell'Istituto di fisica UvAora ha trovato un modo per progettare i materialiche riescono a fare entrambe le cose.

Di solito, le due caratterizzazioni di un materiale si escludono a vicenda: qualcosa è rigido o può assorbire bene le vibrazioni, ma raramente entrambe le cose. Tuttavia, se potessimo realizzare materiali che siano rigidi e adatti ad assorbire le vibrazioni, ci sarebbero tutta una serie di potenziali applicazioni, dalla progettazione su scala nanometrica all’ingegneria aerospaziale.

Un team di ricercatori dell’Università di Amsterdam ha ora trovato un modo per creare materiali rigidi, ma comunque in grado di assorbire le vibrazioni e, cosa altrettanto importante, che possano essere mantenuti molto leggeri.

David Dykstra, autore principale della pubblicazione, spiega: "Abbiamo scoperto che il trucco era usare materiali che si deformano, come sottili lamiere di metallo. Se assemblate in modo intelligente, le costruzioni realizzate con tali fogli deformati diventano grandi assorbitori di vibrazioni. ma allo stesso tempo conservano molta della rigidità del materiale di cui sono composte. Inoltre non è necessario che le lastre siano molto spesse e quindi il materiale può mantenersi relativamente leggero."

I ricercatori hanno studiato a fondo le proprietà di questi materiali deformati e hanno scoperto che tutti mostravano questa magica combinazione di rigidità e capacità di dissipare le vibrazioni. Poiché i materiali noti non hanno questa combinazione desiderata di proprietà, i nuovi materiali realizzati in laboratorio (o metamateriali) hanno una gamma molto ampia di potenziali applicazioni e su una gamma molto ampia di scale. I possibili usi vanno dalle dimensioni del metro (si pensi alle applicazioni aerospaziali, automobilistiche e molti altri progetti civili) alla microscala (applicazioni come microscopi o nanolitografia).

Dykstra: "Agli esseri umani piace costruire cose - piccole e grandi cose - e quasi sempre vogliamo che queste strutture siano leggere. Se ciò può essere fatto con materiali che siano rigidi e adatti ad assorbire gli urti, molti progetti esistenti possono essere migliorati e molti nuovi progetti diventano possibili. Non c'è davvero fine alle possibili applicazioni!"

- Il presente comunicato stampa è stato originariamente pubblicato sul sito web dell'Università di Amsterdam