Compositi in fibra di carbonio:
- I materiali naturali come la seta e le ossa del ragno traggono la loro forza da strutture gerarchiche che coinvolgono catene proteiche. Ispirati dalla natura, i compositi in fibra di carbonio imitano queste strutture incorporando robuste fibre di carbonio in una matrice polimerica. Presentano eccezionali rapporti resistenza/peso, superando molti materiali biologici.
Grafene:
- La scoperta del grafene, uno strato di atomi di carbonio dello spessore di un singolo atomo disposti in un reticolo esagonale, ha rivelato un materiale dalle proprietà notevoli. Il grafene è incredibilmente resistente, più rigido del diamante, ma straordinariamente leggero e flessibile. Gli scienziati stanno esplorando le potenziali applicazioni del grafene nei compositi e nei dispositivi elettronici.
Acciaio ad altissima resistenza:
- Tecniche di lavorazione avanzate hanno consentito lo sviluppo di acciaio ad altissima resistenza (UHSS). Affinando la struttura del grano e incorporando elementi leganti e trattamenti termici, l'UHSS raggiunge una notevole resistenza pur mantenendo un'adeguata tenacità. Trova applicazioni nei settori automobilistico, aerospaziale e delle costruzioni.
Ceramica di ispirazione biologica:
- La madreperla, presente nei gusci dei molluschi, mostra un'eccezionale combinazione di resistenza e tenacità grazie alla sua microstruttura di mattoni e malta. I ricercatori hanno sviluppato con successo ceramiche simili alla madreperla imitando questo design naturale, portando a materiali leggeri e resistenti ai danni per varie applicazioni ingegneristiche.
Seta di ragno sintetica:
- I progressi nell'ingegneria genetica e nella chimica delle proteine hanno permesso agli scienziati di produrre fibre sintetiche di seta di ragno. Queste fibre corrispondono alla forza e alla tenacità della seta di ragno naturale, offrendo interessanti possibilità per tessuti leggeri, suture mediche e materiali a base biologica.
Leghe di titanio:
- Nel campo della metallurgia, le leghe di titanio si sono affermate come materiali ad alte prestazioni. Combinano robustezza, peso ridotto ed eccellente resistenza alla corrosione, rendendoli preziosi nel settore aerospaziale, negli impianti medici e negli ambienti marini.
Metalli cellulari:
- Ispirandosi alle schiume naturali e ai favi, i ricercatori hanno progettato metalli cellulari con strutture cellulari su misura. Questi materiali forniscono un assorbimento di energia e un rapporto resistenza/peso eccezionali, trovando applicazioni nella protezione dagli impatti, nella gestione termica e nei componenti leggeri.
Sebbene questi esempi dimostrino la nostra capacità di eguagliare o addirittura superare la natura, è importante riconoscere che molti materiali naturali conservano ancora segreti e complessità che continuano a ispirare la ricerca e l’innovazione continue nella scienza e nell’ingegneria dei materiali.
