Creato nei laboratori di ricerca un eccezionale materiale autoriparante

Milioni di detriti di origine umana e micrometeoriti naturali orbitano attorno alla Terra alla supervelocità di circa 10km/s. Questa “spazzatura spaziale” può collidere con veicoli spaziali e satelliti, causando danni severi o catastrofici e mettendo a rischio la vita degli astronauti. Provate ad immaginare la Stazione Spaziale Internazionale (ISS, International Space Station) in orbita nello spazio: all’improvviso un piccolissimo meteorite la colpisce, l’impatto apre un foro su di essa e l’aria al suo interno comincia a fuoriuscire, disperdendosi nell’infinitá dello spazio e, nella peggiore delle ipotesi, l’intera stazione è perduta, con l’intero equipaggio.

Provate adesso ad immaginare un diverso evolversi degli eventi, con un epilogo completamente opposto: in pochi, preziosissimi secondi il foro comincia ad autoripararsi e si chiude rapidamente da sé, l’aria smette di fuoriuscire: l’ISS é salva, così come tutti gli astronauti e cosmonauti che ospita.

Questo provvidenziale scenario potrebbe non rimanere confinato al semplice livello dell’immaginazione, ma entro qualche tempo potrebbe divenire assolutamente reale. E tutto grazie ad una ricerca finanziata dalla NASA e condotta da un team di scienziati dell’Università del Michigan, che hanno esposto gli straordinari progressi da loro raggiunti nella pubblicazione ACS Macro Letters.

Questi ricercatori hanno sviluppato un materiale che, quando forato, è in grado di ripararsi da solo, fermando temporaneamente la rapida fuoriuscita dell’aria verso l’esterno. Tale materiale é stato progettato principalmente per essere utilizzato nei veicoli spaziali; lo scopo è quello di dare il tempo agli astronauti di riparare adeguatamente eventuali danni occorsi, prima che la situazione possa peggiorare irrimediabilmente.

Il materiale autoriparante é sostanzialmente un liquido reattivo tra due strati di un polimero solido. In un esperimento condotto nell’ambito di questa ricerca, è stato sparato un colpo di fucile contro questo materiale, forandolo. Il liquido al suo interno è stato cosí esposto all’aria presente nell’ambiente circostante, che lo ha fatto solidificare. Come ha spiegato Scott Zavada, ricercatore presso l’Università del Michigan e principale autore dell’articolo pubblicato su ACS Macro Letters: “Sono sufficienti pochi secondi a contatto con l’atmosfera per far sì che questo materiale passi dallo stato liquido a quello solido”.
Nell’esempio iniziale dell’ISS, sarebbe l’aria in uscita dalla stazione spaziale a far solidificare, e quindi a chiudere, il foro generatosi in seguito alla collisione con la micrometeorite.

Timothy Scott, sempre dell’Università del Michigan e co-autore dell’articolo, ha dichiarato che il materiale non dovrebbe essere usato come una componente strutturale unica ma piuttosto in associazione con altri materiali. Riportando le sue parole: “L’obiettivo è proprio quello di riuscire a chiudere il foro il più rapidamente possibile”.

Il materiale non è destinato esclusivamente all’ISS: altri veicoli spaziali, aerei, cisterne di benzina e persino colonie sulla Luna o su Marte potrebbero trarre beneficio dal suo utilizzo. Inutile dire che la NASA é, per ovvi motivi, fortemente interessata agli sviluppi di questa ricerca e gli scienziati sono già al lavoro per testare ulteriormente le sue possibili applicazioni.

Un’altra caratteristica decisamente interessante di questo materiale è che funziona perfettamente persino quando è molto sottile; anzi, più  è sottile, meglio è, dal momento che in questo modo si può anche “risparmiare” sul peso. In questa ricerca i pannelli erano spessi 1 millimetro, ma potrebbero anche essere prodotti con uno spessore che va dalle decine alle centinaia di micrometri.

L’impiego di questi materiali permetterebbe un risparmio notevole nelle missioni spaziali, che hanno un costo basato sulla massa che viene mandata in orbita. In particolare, si potrebbe ridurre il peso degli scudi spaziali, dei pannelli che possono essere di due tipi: “single bumper” o “double bumper” (a paratia singola o doppia) a seconda della probabilità di impatto per ogni singola zona che devono proteggere e che sono costruiti in kevlar e lega di alluminio. Proprio l’utilizzo dei secondi, che forniscono una protezione maggiore, deve venire limitato per ridurre la massa lanciata, ed è proprio qui che il nuovo materiale potrebbe entrare in gioco per aumentare la sicurezza.

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