L'Optoelectronics Research Center (ORC) dell'Università di Southampton è all'avanguardia nella ricerca per lo sviluppo delle nanofibre di silice più resistenti al mondo.

A livello globale la ricerca è stata avviata per trovare compositi ad altissima resistenza, principali scienziati ORC per studiare la luce, nanofili ad altissima resistenza che non sono compromessi da difetti. Storicamente, i nanotubi di carbonio erano il materiale più resistente disponibile, ma le resistenze elevate potevano essere misurate solo in campioni molto corti lunghi pochi micron, fornendo scarso valore pratico.

Ora la ricerca del dottor Gilberto Brambilla, ricercatore principale dell'ORC, e del direttore dell'ORC, il professor Sir David Payne, ha portato alla creazione del più forte, nanofibre di silice più leggere - "nanofili" che sono 15 volte più resistenti dell'acciaio e possono essere fabbricati in lunghezze potenzialmente di migliaia di chilometri.

Le loro scoperte stanno già suscitando un grande interesse da parte di molte aziende in tutto il mondo e potrebbero essere destinate a trasformare l'aviazione, settore marittimo e della sicurezza. Attualmente sono in corso test a livello globale sulle potenziali applicazioni future dei nanofili.

"Con le fibre sintetiche è importante avere un'elevata resistenza, ottenuto dalla produzione di fibre con tassi di difettosità estremamente bassi, e peso ridotto, "dice il dottor Brambilla.

"Di solito se aumenti la resistenza di una fibra devi aumentare il suo diametro e quindi il suo peso, ma la nostra ricerca ha dimostrato che quando si riduce la dimensione delle nanofibre di silice la loro forza aumenta, eppure rimangono comunque molto leggeri. Siamo le uniche persone che attualmente hanno ottimizzato la resistenza di queste fibre.

"La nostra scoperta potrebbe cambiare il futuro dei compositi e dei materiali ad alta resistenza in tutto il mondo e avere un enorme impatto sulla marina, industrie dell'aviazione e della sicurezza. Vogliamo indagare sul loro potenziale utilizzo nei compositi e prevediamo che questo materiale possa essere ampiamente utilizzato nella fabbricazione di prodotti come aerei, motoscafi ed elicotteri, " Aggiunge.

Il professor Payne spiega:"Peso per peso, i nanofili di silice sono 15 volte più resistenti dell'acciaio ad alta resistenza e 10 volte più resistenti dei tradizionali GRP (Glass Reinforced Plastic). Possiamo diminuire la quantità di materiale utilizzato riducendo così il peso dell'oggetto.

"Silice e ossigeno, necessari per produrre nanofili, sono i due elementi più comuni sulla crosta terrestre, rendendolo sostenibile ed economico da sfruttare. Per di più, possiamo produrre nanofibre di silice a tonnellate, proprio come facciamo attualmente per le fibre ottiche che alimentano Internet".

I risultati della ricerca sono arrivati ​​dopo cinque anni di indagini del dottor Brambilla e del professor Payne utilizzando le 500 sterline di Gilberto, 000 Fellowship finanziamento dalla Royal Society.

Il dottor Brambilla ha condiviso le sue scoperte con altri ricercatori in un seminario speciale che ha organizzato di recente presso il Kavli Royal Society International Centre, a Chicheley Hall, nel Buckinghamshire.

"È stato particolarmente difficile trattare con fibre così piccole. Sono quasi 1, 000 volte più piccoli di un capello umano e li maneggiavo a mani nude, "dice il dottor Brambilla.

"Mi ci è voluto un po' di tempo per abituarmi, ma utilizzando le strutture all'avanguardia dell'ORC sono stato in grado di scoprire che le nanofibre di silice diventano più forti man mano che diventano più piccole. Infatti quando diventano molto, molto piccoli si comportano in modo completamente diverso. Smettono di essere fragili e non si rompono come il vetro ma diventano duttili e si rompono come la plastica. Ciò significa che possono essere tesi molto.

"Finora la maggior parte della nostra ricerca è stata nella scienza dei nanofili, ma in futuro siamo particolarmente interessati a studiare la tecnologia e le applicazioni di queste fibre, " aggiunge il dottor Brambilla.