RICERCATORI HANNO TROVATO IL MODO DI RENDERE ROBUSTISSIMI MATERIALI PLASTICI GRAZIE ALLA STAMPA 3D
La tecnologia continua a evolversi, ma la stampa 3D è ancora utilizzata principalmente per la creazione di prototipi o parti che non dovranno sopportare stress tremendi o usura rigorosa. Questo potrebbe non essere sempre il caso, tuttavia, poiché i ricercatori della Rice University hanno trovato il modo di stampare in 3D modelli complessi che hanno come risultato oggetti in plastica duri e durevoli quasi quanto il diamante.
I complessi schemi incrociati e zig-zag che vengono utilizzati per costruire le strutture di questi cubi polimerici sono tutt’altro che casuali; sono strategicamente calcolati e progettati per dare a questi oggetti la loro incredibile forza, ma possono essere ottimizzati e messi a punto per mostrare anche altre proprietà sorprendenti.
I modelli si basano su tubulane, che sono strutture microscopiche teoriche fatte di nano tubi di carbonio reticolati. Le tubulane potrebbero essere utilizzate per fabbricare materiali rivoluzionari che sono allo stesso tempo robusti e leggeri ma, ad oggi, non si era ancora riusciti con successo data la complessità di produzione con nano tubi di carbonio.
Si scopre oggi che le proprietà previste dei tubulani non si limitano ai soli oggetti fabbricati con strutture su scala atomica. Come dettagliato in un recente articolo pubblicato sulla rivista Small, i ricercatori della Rice University hanno scoperto che anche quando quei modelli e strutture complessi sono stati ridimensionati in modo da poter essere ricreati utilizzando stampanti 3D, hanno comunque mostrato proprietà quali resistenza e estrema compressibilità, pur essendo strutture rigide.
I ricercatori hanno fatto esplodere due cubi, uno costituito da un polimero solido e uno da un polimero stampato con una struttura tubulana, con un proiettile che viaggia alla velocità di 5,8 chilometri al secondo (che è vicino a 13.000 miglia all’ora).
Nessuno dei due cubi è andato distrutto, ma mentre il solido blocco polimerico ha mostrato un’enorme ammaccatura e crepe che si propagavano estensivamente, compromettendone la forza, l’altro cubo ha fermato il proiettile dal suo secondo strato, lasciando il resto completamente intatto e integro.
l presupposto è che una struttura porosa riduce il potere di arresto di un oggetto ma, in pratica, il reticolo polimerico complesso in questi cubi li rende in grado di comprimere e collassare per assorbire l’energia cinetica di un impatto e contenere il danno risultante, in modo che influisca solo su un’area minima.
Questa ricerca potrebbe avere effetti di vasta portata su innumerevoli campi che dipendono da materiali leggeri e resistenti. Tutto, dall’aerospaziale, all’architettura, persino ai militari, potrebbe beneficiare di questo nuovo approccio alla produzione che, potenzialmente, potrebbe anche dare nuova vita alla stampa 3D. Parti o componenti che dovevano essere realizzati in metallo o ceramica per essere adeguatamente durevoli, ora potrebbero potenzialmente essere fabbricate con polimeri più economici. Anche se potrebbe volerci un po ‘di tempo per convincere i soldati che cimentarsi in battaglia all’interno di un carro armato di plastica è sicuro quanto essere circondato da armature d’acciaio.
