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Il materiale più leggero del mondo: il Boeing Microlattice

Gli UMMs – Ultralight Metallic Microlattices (microreticoli metallici ultraleggeri) sono dei materiali artificiali strutturati in forma di schiuma metallica, con peculiari proprietà elettromagnetiche, le cui caratteristiche macroscopiche non dipendono esclusivamente dalla loro struttura molecolare ma anche dalla loro geometria realizzativa. Per diversi anni la Boeing, la più grande azienda statunitense costruttrice di aeromobili nonché la maggiore azienda del settore aerospaziale, in una joint venture con HRL Laboratories, società dell’avanguardia tecnologica che conduce numerose ricerche pionieristiche per soluzioni tecnologiche innovative, riconosciuta come leader nel campo delle scienze fisiche ed ingegneristiche, ha sviluppato Boeing Microlattice, un materiale innovativo estremamente leggero che possa essere usato nel prossimo futuro per alcune componenti degli aeroplani. 

SCHIUME ULTRALEGGERE E ISOLANTI DALLA NANOCELLULOSA

La struttura del materiale più leggero al mondo

Nonostante sia un metallo e abbia una resistenza assimilabile a quella del titanio, il materiale è circa 100 volte più leggero del polistirene estruso-espanso (XPS) utilizzato per l’isolamento termico degli edifici. Il reticolo del Boeing Microlattice è composto per il 99,9% di aria e pertanto le sue proprietà dipendono dalla sua struttura piuttosto che dalla sua composizione chimica, analogamente per tutti i cosiddetti metamateriali. La densità del reticolo è pertanto di circa 0,9 milligrammi per centimetro cubo, caratteristica che ne fa il materiale più leggero del mondo, inferiore anche dell’aerogel, con densità pari a 1 mg per centimetro cubo.

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Il segreto dell’estrema leggerezza del Boeing Microlattice è nella struttura tridimensionale a celle aperte, composta da una fitta struttura periodica di nanotubi metallici cavi, ottenuta da una matrice polimerica. Le strutture tubolari hanno diametri di circa 100 μm, con spessori metallici di circa 500nm. Nel video di presentazione del materiale, Sophia Yang, scienziata ricercatrice che lavora per HRL Laboratories, assimila il polimero innovativo alla struttura ossea: esternamente molto rigida è anch’essa cava nella parte centrale risultando molto resistente ma allo stesso tempo leggera.

Possibili applicazioni del Boeing Microlattice

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La Boeing sta ovviamente ricercando le possibili applicazioni del materiale nel campo aeronautico e spaziale: sostituendo alcune parti metalliche (pannelli laterali, cappelliere, pannelli di pavimentazione) con questo materiale, gli aerei sarebbero più leggeri e, considerando l'efficienza energetica, risparmierebbero una grande quantità di carburante, senza considerare che l’elasticità del materiale sarebbe senz’altro d’aiuto all’assorbimento termico e acustico in fase di volo. Essendo poi HRL Laboratories in parte di proprietà di GM - General Motors, è probabile che gli scienziati stiano anche valutando l’applicazione del Microlattice con vantaggi di leggerezza e consumi, assimilabili a quelli descritti per gli aeromobili, anche per alcune componenti delle automobili.

La sua facilità di trasporto e manipolazione renderebbe il materiale adatto anche per numerose applicazioni nel campo dell’architettura. Considerandone le caratteristiche fisiche, del tutto inconsuete per un metallo, corrispondenti principalmente ad una straordinaria leggerezza, ad una elevata comprimibilità e memoria di forma rispetto a intense compressioni del volume iniziale – quindi elevata capacità di assorbimento dell’energia meccanica –, se ne potrebbe prendere in considerazione l’utilizzo come isolante termico oltre che come materiale per l’assorbimento e l’isolamento acustico. Assorbimento che potrebbe riguardare anche urti e shock meccanici prefigurandone l’impiego in pavimentazioni tecniche flottanti e pannellature.

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  • crediti fotografie © Boeing Company
Daniele Boni

Daniele Boni Architetto

Nasce e cresce a Roma. Dopo un periodo vissuto a Vienna torna in Italia per laurearsi con una tesi in progettazione ambientale. Appassionato di tecnologia, informatica e tennis, nel tempo libero si fionda su una buona lettura o su bislacchi esperimenti culinari. Nelle ore serali si dedica alla grafica e all’Arch-viz supportato da beat rap/hip-hop.