La ricerca e la messa a punto di nuovi materiali, si scontra inesorabilmente con la poca conoscenza delle loro debolezze. L’individuazione precoce di queste ultime, è fondamentale per passare ad una applicazione non solo teorica ed alla conseguente implementazione pratica.
In questa direzione, i ricercatori del Complex Materials Group dell’ETH di Zurigo, in collaborazione con l’Università di Friburgo, hanno sintetizzato un laminato estremamente leggero e robusto. Una caratteristica però lo differenzia dagli altri: la capacità di diventare fluorescente in caso di deformazione.
Scopo della ricerca, era infatti quello di trovare un indicatore di vulnerabilità, una nuova metodologia di rilevazione capace di suggerire eventuali criticità, anche strutturali, in un nuovo materiale composito.
Nello specifico, il nuovo laminato è composto da un’alternanza di strati: alcuni, creati sull’esempio biologico del guscio di cozza, sono formati da innumerevoli lastre di vetro disposte in parallelo, compattate, sintetizzate e solidificate grazie ad una particolare resina polimerica, creando così una sorta di madreperla artificiale, estremamente dura e resistente agli urti.
Altri, invece, sono costituiti da un polimero al quale i ricercatori hanno aggiunto una molecola indicatrice sintetizzata ad hoc; molecola che si attiva ed aumenta di fluorescenza nel momento in cui il polimero subisce uno stiramento.
Secondo Tommaso Magrini, autore principale dello studio pubblicato sulla rivista “Applied materials and interfaces”, le molecole fluorescenti sono state scelte “per allontanarsi da una possibile interpretazione soggettiva”. I ricercatori potevano infatti predisporre un semplice viraggio di colore, ma il loro intento era trovare un indicatore non opinabile, in linea con qualsiasi altro segnale d’allarme.
Questo laminato, ipoteticamente potrebbe trovare applicazione nella fabbricazione di aerei o veicoli, come negli elementi portanti degli edifici: rilevare qui una debolezza, potrebbe anche significare prevenire una catastrofe.
My new research article: "Tough Bioinspired Composites That Self-Report Damage" is out in @ACS_AMI! 🐚🔭🔬@Complex_Mat
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— Tommaso Magrini (@magrini_tommaso) June 16, 2021
Per approfondire:
Magrini T., Kiebala D., Grimm D., Nelson A., Schrettl S., Bouville F., Weder C., Studart A.R. (2021) Tough Bioinspired Composites That Self-Report Damage, ACS Appl. Mater. Interfaces 2021, 13, 23, 7481–27490. DOI: 10.1021/acsami.1c05964