È ultra-resistente e ultra-leggero. Stiamo parlando di un nuovo metallo capace di combinare, come nessuna lega vista finora, caratteristiche difficilmente compatibili come resistenza e leggerezza, raggiungendo un livello record nel rapporto tra peso e capacità meccaniche, anche ad alte temperature.
Creato da un team di ingegneri dell’Università della California di Los Angeles (Henry Samueli School of Engineering and Applied Science, Ucla), il supermetallo potrebbe trovare applicazione nei dispositivi elettronici e biomedici e nella costruzione di automobili, aerei e veicoli spaziali più leggeri, riducendo e ottimizzando il consumo di energia.
Quella presentata su Nature sembra una vera rivoluzione nel campo dei metalli strutturali, ovvero quei materiali portanti impiegati nella costruzione di edifici e mezzi di trasporto per la loro capacità di resistere a carichi pesanti. Per la prima volta, infatti, i ricercatori dell’Ucla sono riusciti a disperdere e stabilizzare nel magnesio – il più leggero metallo strutturale – una grande quantità di nanoparticelle di carburo di silicio, un materiale ceramico superduro e con una forte resistenza agli shock termici, impiegato in un’ampia varietà di campi, tra cui le lame da taglio industriali e i sistemi frenanti.
“È stato ipotizzato che le nanoparticelle potessero davvero potenziare la resistenza dei metalli senza comprometterne la plasticità, in particolare i metalli leggeri come il magnesio, ma nessuno è stato in grado di disperderle nei metalli fusi, fino ad ora”, spiega il responsabile della ricerca Xiao-Chun Li, riferendosi al fatto che nel metallo fuso le nanoparticelle (di lunghezza inferiore ai 100 nanometri) hanno la tendenza a raggrupparsi anziché disperdersi in modo uniforme, limitandone la plasticità.
Sfruttando l’energia cinetica delle nanoparticelle in movimento, il team di ricercatori è riuscito a ideare un metodo in grado di regolarne la dispersione e la stabilizzazione, “infondendole in modo regolare, migliorando le prestazioni dei metalli”.
Oltre a ciò, una tecnica chiamata torsione ad alta pressione ha permesso di comprimere la nuova lega (84% magnesio e 14% carburo di silicio), aumentandone ulteriormente la forza e l’omogeneità nanostrutturale.
“Il nostro metodo apre una nuova strada per potenziare la prestazione di molti tipi diversi di metallo”, ha continuato Li: “I risultati sin qui ottenuti stanno solo graffiando la superficie del tesoro nascosto di una nuova classe di metalli con proprietà e funzionalità rivoluzionarie”.
Questo studio potrebbe portare a un radicale cambiamento in diversi settori dell’industria meccanica. Secondo gli autori, infatti, l’utilizzo su scala industriale del magnesio, presente in grandi quantità sul nostro pianeta, non avrebbe conseguenze nocive per l’ambiente, e con la creazione di nuove super leghe si riuscirà in futuro a ridurre l’utilizzo di metalli costosi o ad alto impatto ambientale.
Riferimenti: Processing and properties of magnesium containing a dense uniform dispersion of nanoparticles; doi: 10.1038/nature16445.
Credits immagine: UCLA Scifacturing Laboratory
