Il tappetino in nanofibra: nascono i tessuti resistenti agli impatti supersonici

Oggi la tecnica può ottenere prestazioni dinamiche estreme dai materiali nanofibrosi. Cosa vuol dire? Che possiamo creare tessuti super-resistenti, giubbotti antiproiettile letteralmente a prova di bomba grazie allo sfruttamento sinergico delle proprietà intrinseche delle nanofibre e delle interazioni chimiche tra le fibre. Alcuni ricercatori hanno creato tappetini in nanofibra che resistono a impatti supersonici mediati da legami idrogeno interfacciali.

Nanotubi di carbonio (ACS Nano) – curiosauro.it

Tappetini in nanofibra che resistono a impatti supersonici

Abbiamo a che fare con un tessuto ultraleggero più resistente dell’acciaio… Senza considerare la rigidità intrinseca e la resistenza superiore dei nanotubi di carbonio (CNT), la natura debole delle interazioni delle fibre limita i tappetini CNT e rende le loro prestazioni poco sicure. Per questo gli ingegneri dell’Università del Wisconsin-Madison hanno realizzato un nuovo tipo di materiale per abbigliamento antiproiettile ultraleggero, descritto appunto come un tappetino in nanofibra, che resiste a impatti supersonici. La composizione chimica di questo materiale consente ai tappetini di superare per resistenza sia il kevlar che l’acciaio.

Parliamo di una vera e propria armatura che si indossa come una maglietta di cotone. La forza e la resistenza di questi tappetini nascono dai minuscoli cilindri di carbonio di cui sono composti. Ogni cilindro ha lo spessore di un singolo atomo. In questo modo sarà possibile migliorare le protezioni (belliche, civili e industriali) già esistenti. Basterà soltanto modificare “chimicamente” le strutture precedentemente testate. I materiali nanofibrosi saranno quindi fondamentali per tutte le applicazioni protettive del futuro. Infatti, le fibre su scala nanometrica rivelano resistenza, tenacità e rigidità eccezionali rispetto alle fibre su scala macro.

Lo studio e le possibili applicazioni

I minuscoli cilindri di carbonio dallo spessore di un singolo atomo (ACS Nano) – curiosauro.it

Per dimostrare la tenacia di questo materiale, il gruppo di ricerca ha sintetizzato nanofibre di Kevlar che poi sono state incorporate in piccola quantità in alcuni tessuti (i già citati tappetini) costituiti da nanotubi di carbonio. Questo collegamento produce dei legami idrogeno tra le fibre.

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Il risultato di queste associazioni è stato un eccezionale potenziamento del tessuto. Il miglioramento delle prestazioni di dissipazione dell’energia è pari al 100% dinanzi a impatti a velocità supersoniche. Cioè le prestazioni migliorano il doppio rispetto ai materiali usati negli ultimi anni.

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Tanto per farvi capire: il sistema è progettato per resistere a un impatto con un oggetto che viaggia alla velocità variabile di cento metri al secondo. Ma il tappetino rimane integro anche se colpito da una biglia di acciaio lanciata a oltre un chilometro al secondo! Per i militari si tratterebbe di un’armatura inviolabile. Ma i ricercatori non hanno sviluppato questa nanotecnologia per la guerra. Il materiale dimostra infatti un potenziale adatto ad altri scopi. Quali? Potrebbe essere usato per consentire ai veicoli spaziali di assorbire gli impatti dei detriti orbitali ad alta velocità.

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