Grazie all’utilizzo dell’ingegneria nanometrica sono riusciti a realizzare un materiale composto da montanti in carbonio in grado di conferire al prodotto finito elevatissimi livelli di robustezza fisica e meccanica senza andare ad aumentarne però il peso.

La stessa quantità di massa del nostro materiale risulta essere molto più efficiente nel fermare un proiettile rispetto alla stessa quantità di massa di Kevlar

Queste le parole di Carlos Portela, Assistant Professor di Ingegneria Meccanica al MIT, Responsabile del Progetto di Ricerca.

Il materiale è stato realizzato presso il Caltech tramite una tecnica che utilizza un laser ad alta potenza per solidificare le microstrutture in una resina fotosensibile, seguendo uno schema ripetuto a tetracaidecaedro: una nano architettura che gli conferisce resistenza alla flessione. Dopo aver modellato la struttura reticolare, la resina in eccesso è stata tolta e il materiale è stato inserito in un forno sottovuoto per la conversione del polimero in carbonio ultraleggero.

Per testare la resistenza del materiale ad impatti ad altissima velocità, il team di ingegneri del MIT ha poi utilizzato una tecnica per la creazione di impatti tramite particelle indotte da un laser, accelerate verso il bersaglio a velocità comprese tra i 40 e i 1.100 metri al secondo. 

Supersonico è qualcosa che si muove ad una velocità superiore a 340 metri al secondo, che è la velocità del suono nell’aria a livello del mare. Alcuni esperimenti da noi effettuati hanno raggiunto facilmente il doppio della velocità del suono.
                                                                            

spiega Carlos Portela. 

Realizzato in due densità differenti, tramite l’utilizzo di una telecamera ad alta velocità, il team ha potuto constatare che il materiale più denso era il più resistente dei due e le microparticelle tendevano ad incorporarsi nel materiale piuttosto che essere respinte. 

Il vantaggio di questo materiale consisterebbe proprio in questa capacità di assorbire molta energia andando a generare un meccanismo di compattazione degli urti dei montanti progettati su scala nanometrica.

Non solo: i ricercatori sono anche riusciti a prevedere la tipologia e l’intensità del danno che il materiale può sopportare.

Il materiale realizzato che ha uno spessore millimetrico, più sottile di un capello, grazie alla sua capacità di resistenza agli impatti e urti più elevata dell’acciaio, dell’alluminio o del Kevlar, offre innumerevoli possibilità applicative per il futuro, dalla difesa all’aerospazio. 

Per approfondire:

Portela, C. M., Edwards, B. W., Veysset, D., Sun Y., Nelson, K. A., Kochmann, D. M., Greer, J. R. (2021) Supersonic impact resilience of nanoarchitected carbon, Nature Materials, 24 June 2021, DOI https://doi.org/10.1038/s41563-021-01033-z

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Si chiama Nanobond, Nanomateriali nella bonifica e disidratazione di sedimenti marini e fluviali contaminati: è il progetto di sviluppo di nanomateriali ecocompatibili per il ripristino delle acque inquinate. Una ricerca finanziata dalla Regione Toscana attraverso il Bando di Ricerca, Sviluppo ed Innovazione POR FESR 2014-2020  e coordinata dalla professoressa Ilaria Corsi, ecologa del dipartimento di Scienze fisiche, della Terra e dell’ambiente dell’Università di Siena.

Acque Industriali srl è l’azienda capofila del progetto di ricerca Nanobond a cui hanno contribuito diversi partner privati e pubblici: Bartoli spa, Biochemie LAB srl, Ergo srl, Labromare srl, l’Istituto superiore per la Protezione e la Ricerca ambientale (ISPRA), l’Agenzia per lo Sviluppo Empolese Valdelsa (ASEV),  e il consorzio Interuniversitario Nazionale per la Scienza e Tecnologia dei Materiali con le Università di Siena, di Pisa, di Torino e il Politecnico di Milano.

Carta riciclata e tuberi: ecco i componenti utilizzati in questo studio che vede la proficua collaborazione di industria e ricerca. Le nanospugne vengono infatti realizzate con nanomateriali derivati dal recupero degli scarti: la cellulosa dalla carta da macero e l’amido dai rifiuti organici. Il progetto opera quindi nel totale rispetto della sostenibilità secondo i principi dell’economia circolare.

La bonifica viene messa in atto sia attraverso il filtraggio meccanico dei geotessili drenanti che con l’utilizzo concomitante delle nanospugne. Queste sono in grado di decontaminare quanto stoccato dai geotessili assorbendo sia i rifiuti organici che quelli inorganici.

Finanziato dalla Regione Toscana il progetto “#Nanobond, #nanomateriali per la bonifica associata a dewatering di matrici ambientali”.
Coordina la prof.ssa Ilaria Corsi, del dip. di Scienze fisiche, della Terra e dell’ambiente dell’#Università di #Siena.https://t.co/Vr5chh5CzA pic.twitter.com/sOGnaCC29H

— Università di Siena (@unisiena) January 19, 2021

La rimozione degli agenti inquinanti per azione di questi materiali nanostrutturati origina un procedimento di nanoremediation, metodo di risanamento ambientale che prevede appunto l’applicazione e l’utilizzo di nanoparticelle.

I nanomateriali atossici individuati non soltanto risolvono il problema della contaminazione dell’acqua marina e fluviale, ma sono in grado di farlo in maniera ecologica, nel totale rispetto della sicurezza ambientale.

Gli studi realizzati dal team di progetto hanno permesso inoltre l’elaborazione di linee guida regolamentative inerenti l’impiego di nanomateriali ecocompatibili nel settore del dragaggio idraulico, iniziando a colmare un vuoto legislativo nazionale ed europeo.

Per Nanobond non sarà registrato brevetto “in quanto si tratta di un progetto finanziato con fondi pubblici e deve essere quindi alla portata di tutti ai fini di avere delle nanotecnologie efficaci e sicure per il settore delle bonifiche ambientali” dichiara la professoressa Corsi.

Non esigendo l’installazione di impianti di depurazione, oltre a garantire un trattamento di risanamento ecocompatibile l’impiego delle nanospugne permetterebbe un risparmio sostanziale nelle pratiche di bonifica, vantaggio significativo in particolare per le aree idriche più ampie.

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Negli ultimi mesi abbiamo trattato a più riprese di nuovi trattamenti, tessuti e prodotti dalle avanguardistiche proprietà antibatteriche. Ne sono esempio le tecnologie Sanitized®,  ViroBlock, ViralOFF e i dispositivi di protezione di Directa Plus e DèMask

La lotta al Covid-19 continua a rappresentare una minaccia per la nostra salute e, conseguentemente, la ricerca di possibili soluzioni è priorità per moltissime realtà produttive, anche nel territorio comasco.

Italtex ha realizzato in collaborazione con Ambrofibre un materiale in grado di inibire i virus con una percentuale di efficacia del 99,9% sfruttando il potere igienizzante naturale del rame. Le nanoparticelle del materiale effondono i radicali liberi dell’ossigeno una volta entrate a contatto con i batteri e agendo sugli atomi di idrogeno delle loro proteine ne intaccano la carica virale.

La proprietà antivirale di VIRKILL^® non deriva da trattamenti di superficie, ma è intrinseca nel tessuto. Un aspetto che rende la ricerca brevettata di Italtex fortemente innovativa rispetto a prodotti analoghi e ne garantisce una maggiore durata contro l’effetto deteriorante dei lavaggi.

Il tessuto è stato certificato contro il Covid-19 secondo lo standard ISO 18184:2019 a seguito degli esiti positivi già del primo controllo. I test hanno permesso di rilevare un indice Mv – di attività antivirale – di 3,25, corrispondente, appunto, a una percentuale di successo del 99,9 %.

Le peculiarità di VIRKILL^® rendono il materiale adatto all’applicazione in molteplici ambiti. Moda, hôtellerie, ristorazione, sanità: i vantaggi dell’utilizzo del prodotto con carica antivirale intrinseca di Italtex potrebbero essere sostanziali in settori dove i tessuti possono contribuire alla trasmissione di batteri.

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Promethean Particles è un produttore di nanomateriali che ha aderito ad un consorzio di imprese per la ricerca e lo sviluppo di nuovi prodotti, nell’ambito del progetto REPETEX, finanziato dal Regno Unito. Oltre a Promethean Particles, sono quattro gli altri partner coinvolti: North West Textile Network, Manchester Manufacturing Group, Mexar (un produttore di inchiostri specializzato in tecnologie a getto d’inchiostro a base d’acqua), e The Welding Institute.

Tessuti idrorepellenti che fossero sicuri e sostenibili: certo, perché al momento il livello massimo di idrorepellenza è ottenuto mediante l’utilizzo di sostanze chimiche altamente fluorurate.

Per raggiungere l’obiettivo, Promethean sta sviluppando nanoparticelle di silice funzionalizzato, incorporabili in un inchiostro a base d’acqua e quindi stampabili su tessuti. Proprietà superidrofobiche, manipolando la rugosità superficiale naturale delle fibre in microstruttura tessile: grazie a questa manipolazione, le potenzialità di idrorepellenza sono così riscontrabili a livello di nanoscala, senza l’utilizzo dell’acido perfluoroottansolfonico.

Il trattamento alternativo è risultato essere duraturo, ad elevate prestazioni e riproducibile su larga scala, quindi, anche economico: al momento viene utilizzato per cotone, poliestere e cotone-poliestere, ma si prevede verrà adattato in futuro per una gamma più ampia di tessuti.

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