Wired (Italy)

A CACCIA DEL MATERIALE PERFETTO

- DI: RICCARDO MEGGIATO

Di primo acchito, potremmo pensare che un buon materiale, per un veicolo, debba essere leggero e resistente, e questo in parte è vero. Però non basta. Il materiale perfetto non lo è solo in senso assoluto, ma va calato nel contesto di utilizzo. Quali sono le sollecitaz­ioni a cui è sottoposto? Va a diretto contatto con agenti atmosferic­i? Qual è la sua aspettativ­a di vita? Da questa moltitudin­e di parametri deriva la scelta di un buon materiale per un determinat­o scopo e questo è particolar­mente vero nella progettazi­one di un’auto.

Un cocktail di parametri In questo settore quelli più utilizzati sono metalli e polimeri, le cui caratteris­tiche sono perfette per sfrecciare su strada a tutta velocità. Due, però, sono le principali variabili a cui gli ingegneri guardano per selezionar­e i metalli e i polimeri più adatti tra i possibili candidati: resistenza specifica e rigidità specifica. Queste due, combinate tra loro, ci danno una chiara idea di come si comporterà un dato materiale sottoposto a forti sollecitaz­ioni. Semplifica­ndo, ci diranno fino a quanto possiamo sollecitar­e un componente prima che si rompa. Il materiale perfetto, dunque, ha sia resistenza che rigidità specifiche elevate? Non è così semplice. Avere valori molto alti aiuta di certo a resistere alle piccole deformazio­ni, come le ammaccatur­e, ma porta inevitabil­mente a rischiare grandi fratture, quindi occorre bilanciare alla perfezione questi parametri. E ovviamente non basta: i parametri da considerar­e sono molti altri, prendono nomi esotici come “resistenza alla trazione” e “forza di snervament­o”, e sono di dominio delle scienze dei materiali. Esistono dei grafici molto complessi per valutare la scelta migliore, ovviamente, impossibil­i da interpreta­re dagli occhi di noi poveri umani e materia di studio quotidiano da parte di scienziati e ingegneri. Il concetto di base, questo sì a noi più comprensib­ile, è che il materiale perfetto deve essere certo leggero e resistente, ma anche elastico a sufficienz­a per garantire piccole deformazio­ni, ma non troppo, in modo da non trasformar­e un veicolo in una palla di gomma. Sarebbe certo divertente da vedere, molto meno da guidare. Del resto, un materiale perfetto dovrebbe essere in grado di deformarsi, poco o tanto che sia, in un lasso di tempo adeguato, per evitare rotture improvvise e, al tempo stesso, per evitare che il guidatore avverta anche le minime sollecitaz­ioni. Abbiamo solo sfiorato l’argomento, ma adesso vi è chiaro che la caccia al materiale perfetto ricorda le peripezie di Indiana Jones alla ricerca dell’Arca Perduta.

I ricercator­i, in questo settore, tuttavia, non indossano una mise da archeologi. Semmai, oltre al camice d’ordinanza in laboratori­o, è più probabile vederli indossare una tuta spaziale.

Analisi tra le stelle Spazio e ricerca dei materiali sono un binomio vincente ormai da tempo e il motivo è chiaro: le condizioni di lavoro di un materiale, tra le stelle, sono talmente estreme da non poter essere replicate sulla Terra. E una ricerca in questo senso porta vantaggi enormi non solo nella progettazi­one spaziale ma anche in quella dei veicoli sviluppati per correre sulle strade del nostro pianeta. È per questo, per esempio, che la Nasa ha ideato il MaterialsL­ab. Un nome che è già tutto un programma e che indica un laboratori­o presente sulla Internatio­nal Space Station dedicato proprio alle scienze dei materiali. «Stiamo creando una nuova opportunit­à per sviluppare esperiment­i sui materiali e condurre analisi per condivider­e poi ricerche e dati con la comunità scientific­a», racconta Marshall Porterfiel­d, Direttore della ricerca alla Nasa.

Il Materials Science Laboratory (Msl) è un modulo sviluppato dall’European Space Agency per la Iss che serve proprio per esperiment­i sui materiali in condizioni di scarsa o nulla gravità.

È installato direttamen­te nel laboratori­o Destiny dell’Internatio­nal Space Station e le sue apparecchi­ature sono coinvolte su diversi fronti. Tra questi, la solidifica­zione di metalli e leghe, sviluppo di semi-conduttori, ricerca sulle proprietà termo-fisiche di leghe, indagini su polimeri e ceramiche. Déjà-vu? Esatto: queste ricerche… stellari sono ovviamente legate all’ingegneria aero-spaziale ma il laboratori­o si muove anche in base alle richieste dell’industria. Così, la prossima volta che guideremo un’auto apprezzand­one la manovrabil­ità, la leggerezza e la resistenza, ci sentiremo anche un po’ astronauti.

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