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2012-02-24

Il futuro sarà il metallo soffiato


Nei laboratori  dell’ Università di Yale sta nascendo una nuova arte: quella di soffiare i metalli, per far assumere loro tutte le forme che si desidera. Il mastro è Jan Schroers, fisico della materia che, in effetti, più che un laboratorio ha una specie di bottega, in cui si trovano bottiglie metalliche di varie forme a scocca integra (cioè senza giunture) modellate ad aria. Ovviamente le leghe con cui si lavora non sono quelle classiche. Si chiamano Bulk Metallic Glasses (Bmgs, vetri metallici o metalli amorfi), e sono a metà tra vetro, plastica e metallo. “ Le plastiche hanno rivoluzionato l’industria del design per la loro versatilità, ma sono poco resistenti. D’altra parte, i metalli sono componenti strutturali robusti, ma le forme in cui possono essere forgiati sono limitate”, scrive Schroers nella presentazione del suo studio, su Materials Today.

Gli ultimi Bmgs che i ricercatori di Yale sono riusciti a realizzare sono flessibili, duttili e facilmente malleabili come il vetro e la plastica, ma resistenti e duraturi come l’acciaio. E non solo: “ Abbiamo dimostrato che questi materiali, modellati in geometrie complesse, possono essere soffiati come le plastiche”. Come riportati sul sito del lab, la pressione esercitata dai polmoni umani è sufficiente a plasmare i materiali prima che si cristallizzino. Questo metodo ad aria, infatti, elimina la frizione e permette di ottenere forme molto complicate, anche alle nanoscale

Per i Bmgs si usano leghe di vari metalli tra cui zirconio, nickel, titanio e rame. Invece che solidificare formando i normali reticoli cristallini (in cui gli atomi si trovano in posizioni ben precise, secondo rigide strutture geometriche che si ripetono), la struttura rimane disordinata (in gergo amorfa), come quella del vetro: è come se le molecole fossero fibre filiformi che si attorcigliano tra di loro in maniera casuale. Questo arrangiamento, che si ottiene lavorando a basse temperature e a basse pressioni, conferisce alle leghe il mix di proprietà.

I vantaggi sono facili da immaginare, anche perché i costi del processo sono quelli con cui si ottengono i prodotti di acciaio di fascia alta. In più, in un solo step è possibile riunire tre passaggi: il modellamento, l’unione di più parti e la rifinitura. Oltre alle bottiglie, il gruppo di Schroers ha già utilizzato il metodo per fabbricare piccoli dispositivi per microsistemi elettromeccanici (Mems) e per applicazioni nella biomedicina.