Dal Mit arriva il super-acciaio che imita le ossa umane

Nel giro di poco tempo ponti, centrali elettriche, aerei e altre infrastrutture potrebbero essere fatte di un super-acciaio creato sul modello delle ossa umane. Questa particolare lega metallica, composta da nano-strutture laminate e sviluppata da un team di ricercatori provenienti dal Massachussetts Institute of Technology (Mit) di Boston, in collaborazione con l'istituto tedesco Max Planck e l'università giapponese Kyushu, è stata descritta in un articolo pubblicato sulla rivista Science. Il super-acciaio del Mit è in grado di resistere agli stress meccanici e di impedire la propagazione di microfratture dovute all'usura.

L'effetto dell’usura - Nella maggior parte dei casi, i cedimenti strutturali improvvisi delle componenti metalliche sono dovuti all'indebolimento progressivo dei materiali causato da ripetute e variabili fonti di stress cicliche. Ciò accade ad esempio ad un aereo che durante il volo va incontro a ripetuti cambiamenti di pressurizzazione, o agli elementi di dispositivi che, seguendo fasi periodiche di riscaldamento e raffreddamento, si espandono e si contraggono più volte. Tutte questi momenti di stress non causano una rottura immediata o alterazioni permanenti, ma con il tempo possono generare microfratture che rischiano di espandersi sotto la pressione di nuove sollecitazioni, indebolendo la struttura e aumentando la possibilità che avvengano cedimenti.

Struttura multistrato - Partendo da queste considerazioni, i ricercatori del Mit hanno sviluppato una nuova lega metallica ispirandosi alla struttura delle ossa umane e cercando di replicarne le caratteristiche che consentono loro di essere leggere e solide allo stesso tempo, limitando le rotture ad aree ristrette. Per farlo, in particolare, sono intervenuti sulla nano-struttura di due tipi di acciaio, allo scopo di creare una nuova composizione multistrato, sul modello di quella ossea, che aumentasse la resistenza dei materiali alla pressione: affinché una frattura si propaghi tra più livelli, infatti, occorre molta più energia. Così i dispositivi composti da questo super-acciaio potrebbero assorbire meglio i deterioramenti che derivano da piccole crepe che si espandono nel tempo in maniera impercettibile ma inesorabile. Resta, tuttavia, un problema sul quale i ricercatori stanno ancora lavorando, anche per aprire la porta a utilizzi reali della nuova lega: limitare la sua eccessiva suscettibilità al deterioramento nella parte più superficiale.