Scienza, Ambiente & Salute

Nanomeccnica: le infinite appplicazioni dell'aerografite

Cosa è e perchè ci sarà così utile. Studio su Nature dei ricercatori dell'Università di Trento

E' utile in medicina, nelle tecnologie aero-spaziali, serve per bici elettriche e sistemi di purificazione dell’aria: è nera, superelastica, idrorepellente, è un ottimo conduttore di elettricità, ma soprattutto è il materiale più leggero mai inventato al mondo. L’aerografite, nata nel 2012 nei laboratori di ricerca delle università di Kiel e di Amburgo partendo da una base di grafene è persino più leggera dell'aria e 75 volte più del polistirolo. Ma alla sua leggerezza si accompagna la virtù della "resistenza".

Uno studio condotto dall'università di Trento e coordinato da Nicola Pugno (nella foto) è stato pubblicato su Nature. A condurre la parte numerica dello studio è stato Stefano Signetti, dottorando del gruppo di ricerca del Dipartimento di Ingegneria Civile, Ambientale e Meccanica dell’Università di Trento ed  è stato portato avanti in stretta collaborazione con i ricercatori delle università di Kiel, Amburgo (proprio quelli che hanno inventato questo materiale) e dell’Università della Lettonia.

Questo materiale è in grado di rivoluzionare molti settori e avere molte appicazioni pratiche.  Ad esempio, negli accumulatori di energia ultraleggeri per automobili o e-bike, nei dispositivi mobili, nei componenti biocompatibili per applicazioni mediche, nei filtri per la purificazione di aria, oli o acqua da impurità e inquinanti e persino in schiume adatte a proteggere i veicoli spaziali dall’impatto da micrometeoroidi. E per questo ultimo aspetto, particolarmente interessata è l'Agenzia Spaziale Italiana.

Molto rimane ancora da conoscere su questo materiale e il mondo della ricerca scommette sulla concreta possibilità di migliorarne ulteriormente le prestazioni. Quel che è certo è che la sua struttura ad alta porosità permette di creare armature durature nel tempo, leggere e resistenti. Il segreto va ricercato nell’intreccio di tubi di carbonio (siamo però su scala di nano-ingegneria) di cui l’aerografite è composta.

La ricerca è stata pubblicata dalla rivista scientifica Nature Communications e svela la nanomeccanica dei tetrapodi, i “mattoni” che costituiscono l’aerografite, grazie a un mix di esperimenti nanoscopici, modellazione analitica e simulazioni numeriche.

«Sono particolarmente orgoglioso del lavoro di Stefano. Lo ho selezionato tra gli studenti durante un progetto dell'Alta Scuola Politecnica e lui mi ha seguito a Trento fin dal mio arrivo per iniziare qui il suo dottorato - afferma Nicola Pugno - ha lavorato con grande impegno e capacità, ottenendo risultati di ottimo livello. Ѐ cintura nera, secondo dan, di ju-jutsu e forse anche questo lo ha aiutato a sostenere i ritmi della ricerca, che a volte imponevano riunioni svolte pedalando in montagna all’imbrunire».

Lo studio dell’Università di Trento ha riguardato principalmente la modellazione analitica e numerica della nanomeccanica dei singoli tetrapodi, che compongono l’aerografite ed è stata finanziata principalmente da European Commission under the Graphene Flagship, il progetto di ricerca della Commissione Europea (programma Horizon 2020) che coinvolge complessivamente oltre 150 studiosi da 23 Paesi, con un finanziamento di un miliardo di euro.


Autore: Angela Pagani

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