Una nanofibra di diamante super resistente torna a far immaginare gli ascensori spaziali

Si suppone che i diamanti siano i migliori amici delle donne, e presto potrebbero diventarlo di ogni ingegnere che sia alla ricerca di un materiale più resistente dei nanotubi di carbonio e del grafene. Una nuova struttura macroscopica, chiamate nanofibra di diamante (DNT), ha infatti tutto il potenziale per rivoluzionare la scienza dei materiali.

Un team della Queensland University of Technology, in Australia, ha modellato le proprietà del DNT e scoperto che la lunghezza del filamento non impatta in maniera significativa sulla sua resistenza. I risultati sono stati presentati in una ricerca pubblicata su ArXiv.

Questo, comprensibilmente, ha fatto si che molti iniziassero a immaginare strutture futuristiche in grado di trasportare persone e merci nello spazio con relativa facilità: gli ascensori spaziali. “Se gli ultimi modelli strutturali si riveleranno corretti, questo materiale potrebbe avere un futuro luminoso in più di un ambito di utilizzo, dalla nanotecnologia all’elettronica fino a, sì, gli ascensori spaziali,” ha affermato Gizmodo, mentre Motherboard ha aggiunto: “La nuova simulazione, pubblicata agli inizi di novembre, ha rinvigorito le speranze riposte sulle promettenti proprietà aerospaziali di quella che potrebbe rivelarsi la sostanza più resistente al mondo.”

Anche se può sembrare una notizia eccitante, non bisogna ancora farsi trasportare dall’entusiasmo. Il materiale è finora stato prodotto solo per una lunghezza di 90 nanometri, quindi c’è ancora molta strada da fare prima di poter arrivare alla sua reale applicazione. Anche se non si è ancora in grado di produrre DNT della lunghezza di qualche metro (per non parlare delle migliaia di chilometri necessari per un ascensore spaziale, pur non essendo ancora chiara la lunghezza minima necessaria per produrre funi ed altri elementi adatti alla costruzione di strutture complesse), la tecnologia potrebbe essere utilizzata per produrre nano architetture tridimensionali estremamente durature.

Il DNT è realizzato sottoponendo molecole di benzene (un sottoprodotto del petrolio) a pressioni estremamente elevate, che riescono a cambiare la struttura bidimensionale ad anello del benzene in quella tridimensionale di un cristallo di diamante. Tale struttura non solo rende la nanofibra assai resistente, ma anche estremamente leggera e molto duttile.

Le varianti di DNT hanno tutte un alto modulo di Young, il rapporto tra tensione e deformazione di un materiale che ne misura la capacità di allungarsi o comprimersi senza rotture. Il valore per il tipo più resistente di DNT è di circa 900 gigapascal (1 GPa è pari a circa 10000 atmosfere); per fare un paragone, il modulo di Young per l’acciaio è di 200 GPa e per il diamante di 1200 GPa.

I filamenti di DNT sono composti di carbonio e idrogeno e, a seconda di quali saranno le performance una volta sottoposti a varie condizioni di stress, gli scienziati ritengono potrebbero divenire una migliore alternativa rispetto ai nanotubi di carbonio.

Questi ultimi hanno molte applicazioni tecnologiche potenziali ma, nel bene o nel male, il loro sviluppo è costantemente messo in relazione all’idea di costruire un ascensore spaziale. Il più lungo nanotubo di carbonio finora realizzato non arriva a misurare mezzo metro, ma le proprietà del DNT sembrano suggerire la possibilità di lunghezze maggiori, tanto da rendere il sogno un po’ più reale.

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