Costruire con un materiale forte ma leggero è ora possibile

Un materiale plastico ritenuto fino a poco tempo fa “impossibile”, è ora “possibile” grazie ad uno studio portato a termine nei laboratori del Massachusetts Institute of Technology (Mit) degli Stati Uniti. Parliamo di un materiale polimerico bidimensionale ultra forte, piu’ forte dell’acciaio ma leggero come la plastica, utilizzabile in diversi ambiti e costruzioni: dai rivestimenti delle automobili o per i telefoni cellulari, elementi di ponti e altre strutture ingegneristiche.

Lo studio dimostra come questo materiale polimerico, covalentemente legato 2D, risulta essere chimicamente stabile e altamente lavorabile. I polimeri solo la famiglia di materiali alla quale appartengono tutte le materie plastiche e sono formati da catene di elementi chiamati monomeri. Una volta formate, queste catene possono essere assemblate in strutture tridimensionali. Il gruppo del Mit è riuscito a risolvere il problema delle due dimensioni mettendo a punto un nuovo processo di polimerizzazione che permette di generare un foglio bidimensionale chiamato poliaramide assemblando unità di un composto chiamato melamina. Queste unità si sviluppano in due dimensioni, formando strutture a forma di disco tenute insieme da legami idrogeno tra gli strati che, in condizioni ottimali, rendono la struttura stabile e resistente. Questo percorso sintetico era considerato impossibile a causa della difficoltà di impedire ai monomeri di ruotare, uscendo dal piano ed espandendosi in tre dimensioni.

A presentare l’innovazione è stato il gruppo di Yuwen Zeng del Department of Chemistry and Chemical Biology di Harvard e Michael Strano, ingegnere chimico e professore americano, nella rivista Nature. L’ingegnere Strano spiega che di solito non pensiamo alla plastica come capace di sostenere un edificio, ma grazie a questo nuovo materiale dalle proprietà diventa possibile fare cose nuove.

La possibilità di assemblare le unità chimiche in strutture a due dimensioni era ipotizzata da decenni, ma mai nessuno era riuscito a raggiungere l’obiettivo, questo traguardo nell’ambito dell’ingegneria fornisce opportunità per i materiali 2D in applicazioni che vanno dalle strutture composite ai materiali di rivestimento delle barriere. Il nuovo materiale ha, dunque, già davanti a sé molte opportunità di impiego con tutte le caratteristiche per essere prodotto in grandi quantità.