Metalli dal cemento liquido, è la nuova alchimia

Trasformare il cemento liquido in metallo liquido capace di condurre corrente grazie a una tecnica che permette di aggiungere elettroni liberi al materiale: una magia che avrebbe fatto invidia agli alchimisti della corte di Re Artù che inseguivano il sogno della trasformazione dei metalli poveri in oro. A riuscire nell’impresa è stato un team di scienziati americani, giapponesi, finlandesi e tedeschi, che su Pnas spiegano i segreti della loro “magia”.

I ricercatori hanno condotto i loro esperimenti su della mayenite liquida, un minerale composto da calcio e ossido di alluminio, componente del cemento alluminato. Il team ha quindi introdotto gli elettroni nel materiale attraverso una serie di azioni: dopo aver scaldato il cemento a circa 2000 gradi centigradi attraverso un potente raggio laser, il campione è stato esposto a diversi tipi di miscele atmosferiche per controllare le reazioni di ossidazione all’interno del cristallo risultante dopo il raffreddamento. Durante questo processo il liquido raffreddandosi intrappola elettroni liberi, che vengono trattenuti dal materiale all’interno di strutture paragonabili a “gabbie” cristalline, replicano quanto avviene nei metalli. Ovvero forniscono conduttività.

L’arricchimento elettronico, spiegano gli esperti, dona al nuovo materiale una serie di caratteristiche positive tra cui una migliore resistenza alla corrosione del metallo tradizionale, una maggiore resistenza meccanica, minore suscettibilità alle correnti parassite quando esposto e campi magnetici e migliore versatilità di lavorazione e applicazione. 

“Il fenomeno della cattura elettronica”, ha spiegato Chris Benmore fisico del Department of Energy’s (DOE) Argonne National Laboratory e capo del progetto, “non era mai stato compreso così a fondo. Prima del nostro test, il fenomeno era stato osservato solo nelle soluzioni d’ammoniaca. Da ora in avanti potremo testare il procedimento in altri materiali che potrebbero avere potenzialità ancora da scoprire nell’ambito della conducibilità elettrica”.

Se i ricercatori saranno in grado di rendere questa procedura economica e facile da gestire, potrebbero aprire filoni di ricerca che puntino a trasformare altri materiali normalmente isolanti, in semiconduttori attivi già a temperatura ambiente, oltre che a migliorare tecnologie già esistenti, come ha precisato Benmore: “Questo nuovo materiale potrebbe avere ricadute in molti campi dell’elettronica di consumo, incluse, per esempio, i pannelli usati negli schermi a cristalli liquidi, sui quali questo testo è stato scritto e dal quale, presumibilmente, state leggendo ora”.

Riferimenti: DOE/Argonne National Laboratory 

Credits immagine: Argonne National Laboratory/Flickr