Un nuovo polimero leggero e resistente

Gli scienziati dell’Università tedesca di Bayreuth hanno scoperto un nuovo polimero che presenta fibre resistenti e leggere, ideali per le applicazioni nella componentistica industriale.

Un nuovo polimero dotato di fibre estremamente resistenti e leggere: due vantaggi che si adattano molto bene alla produzione di certi componenti industriali. A scoprirlo il laboratorio di Bayreuth, in Germania, che ha lavorato assieme a partner di Cina e Svizzera. I ricercatori hanno impiegato un processo molto sofisticato ma già conosciuto in altri ambiti scientifici.

Il risultato ottenuto è stato sorprendente, visto che il diametro della fibra è sottile come quello di un capello umano e può sollevare un peso di 30 grammi senza mostrare alcun tipo di cedimento nella sua struttura interna. Le prove eseguite per misurare la resistenza alla trazione hanno mostrato dei livelli molto elevati: questo significa che ogni singola fibra può assorbire una grande quantità di energia. Secondo i calcoli effettuati dai ricercatori, un chilometro di questa fibra pesa solo 0,4 grammi, la durezza raggiunge 140 joule per grammo, mentre la resistenza alla trazione è di 1250 Megapascal. Andrea Greiner, uno dei ricercatori più attivi di questo progetto, ha affermato che un cavo con un diametro della metà della moneta di un centesimo di euro è in grado di alzare un peso compreso fra due e tre tonnellate.

I settori industriali di possibile applicazione sono quello tessile, medicale, automobilistico e aerospaziale, visto che le fibre polimeriche sono facilmente riciclabili.

La base chimica di queste promettenti fibre è il poliacrilonitrile, che ha un diametro di circa 40.000 nanometri, il quale, a sua volta è composto da 4.000 fibrille, legate tra loro da piccole quantità di un additivo speciale.

Solo con l’aiuto delle immagini X tridimensionali ad alta risoluzione, i ricercatori hanno potuto vedere e capire in dettaglio il motivo della straordinaria resistenza di questo polimero.

Per le analisi hanno usato una macchina speciale, il microscopio sperimentale Zeiss Xradia 810, dato che le normali procedure a raggi X microscopici non sono in grado di visualizzare le fibre di poliacrilonitrile.

Alla fine le immagini 3D hanno rivelato che le fibrille sono disposte nella stessa direzione longitudinale, un vantaggio strutturale che aiuta moltissimo nella robustezza dimostrata nei vari test eseguiti in laboratorio.

 

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