Il materiale del futuro

Al MIT creato un materiale leggero come la plastica e più resistente dell’acciaio

Il Massachusetts Institute of Technology (MIT) ha studiato un nuovo polimero – chiamato 2DPA-1, descritto come materiale rivoluzionario, più leggero della plastica e molto più resistente dell’acciaio.

Questo polimero, una volta formato, si può modellare in oggetti tridimensionali con la tecnica dello stampaggio a iniezione.

Andiamo per gradi.

Che cosa sono i polimeri?

Un polimero è una macromolecola, ovvero una molecola dall’elevato peso molecolare, costituita da un gran numero di gruppi molecolari (o unità strutturali) uguali o diversi (nei copolimeri), uniti “a catena” mediante la ripetizione dello stesso tipo di legame (covalente).

Per definire un polimero bisogna conoscere:

– La natura dell’unità ripetente;

– La natura dei gruppi terminali;

– La presenza di ramificazioni e/o reticolazioni;

– Gli eventuali difetti nella sequenza strutturale che possono alterare le caratteristiche meccaniche del polimero.

Alcuni esempi di Polimeri

I polimeri si trovano sia in natura sia prodotti nei laboratori. I polimeri naturali erano usati per le loro proprietà chimiche molto prima che fossero compresi nel laboratorio di chimica: lana, pelle e lino erano trasformati in fibre per produrre indumenti; l’osso animale è stato bollito per fare delle colle. I polimeri naturali includono:

• Proteine, come capelli, unghie

• Cellulosa in carta e alberi

• Amidi in piante come patate e mais

• DNA

• Pece (noto anche come bitume o catrame)

• Lana (una proteina prodotta dagli animali)

• Seta (una proteina prodotta dagli insetti)

• Gomma naturale e vernice (proteine ​​degli alberi)

Esistono ovviamente anche dei polimeri sintetici prodotti per la prima volta da persone che cercavano sostituti di quelli naturali, in particolare gomma e seta.

I polimeri completamente sintetici includono:

• Bakelite, la prima plastica sintetica

• Neoprene (una forma fabbricata di gomma)

• Nylon, poliestere, rayon (forme fabbricate di seta)

• Polietilene (sacchetti di plastica e contenitori di stoccaggio)

• Polistirolo (imballare noccioline e bicchieri di polistirolo)

• Teflon

• Silicone

• Stucco stupido

• Slime

La scoperta

Il MIT afferma che il nuovo materiale, è un polimero bidimensionale che si auto-assembla in fogli “a differenza di tutti gli altri polimeri, che formano catene unidimensionali simili a spaghetti. Fino ad ora, gli scienziati credevano che fosse impossibile indurre i polimeri a formare fogli 2D”.

L’università prevede buone prospettive per il materiale per diversi motivi. “Un tale materiale potrebbe essere utilizzato come rivestimento leggero e durevole per parti di automobili o cellulari o come materiale da costruzione per ponti o altre strutture”, secondo Michael Strano, professore di ingegneria chimica di Carbon P. Dubbs al MIT e autore senior del nuovo studio su di esso.

“Di solito non pensiamo alla plastica come a qualcosa che potresti usare per supportare un edificio, ma con questo materiale si possono fare cose nuove”, osserva Strano.

“Ha proprietà molto insolite e ne siamo molto entusiasti”.

Il nuovo polimero 2DPA – 1 è impermeabile ai gas. D’altra parte, gli altri polimeri sono formati da catene avvolte che creano spazi vuoti che consentono il passaggio dei gas. Pertanto 2DPA – 1 non consente il passaggio di acqua e gas.

Al momento Michael Strano e gli altri studenti stanno esaminando più in dettaglio come questo particolare polimero sia in grado di formare fogli 2D, e stanno sperimentando di cambiare la sua composizione molecolare per creare altri tipi di materiali innovativi.

Sarà una rivoluzione per i materiali del futuro?

D.T.