I ricercatori dell'ETH hanno creato un oro a 18 carati incredibilmente leggero, utilizzando una matrice di plastica al posto di elementi in lega metallica.

Gli amanti degli orologi d'oro e dei gioielli pesanti saranno entusiasti. Gli oggetti del loro desiderio potrebbero un giorno diventare molto più leggeri, ma senza perdere nulla del loro splendore. Soprattutto con gli orologi, una piccola quantità di peso può fare la differenza. Nessuno vuole indossare un orologio pesante al polso, anche se è fatto di vero oro. Dopo del tempo, diventa scomodo e fastidioso.

Già postdoc nel laboratorio dell'ETH diretto da Raffaele Mezzenga, Professore di Cibo e Materiali Morbidi, Leonie van 't Hag ha deciso di creare una nuova forma d'oro che pesa da cinque a dieci volte meno dell'oro tradizionale a 18 carati. La miscela convenzionale è di solito tre quarti d'oro e un quarto di rame, con una densità di circa 15 g/cm ³ .

Non è vero per questo nuovo oro leggero:la sua densità è di appena 1,7 g/cm ³ . E tuttavia è ancora oro a 18 carati. Come si è ottenuta questa miracolosa leggerezza? Invece di un elemento in lega metallica, van 't Hag, Mezzenga e colleghi hanno utilizzato fibre proteiche e un lattice polimerico per formare una matrice in cui hanno incorporato sottili dischi di nanocristalli d'oro. Inoltre, l'oro leggero contiene innumerevoli minuscole sacche d'aria invisibili alla vista. Lo studio dei ricercatori su questo processo è stato appena pubblicato sulla rivista Materiali funzionali avanzati .

Ecco come i ricercatori creano il nuovo oro leggero:primo, aggiungono gli ingredienti all'acqua e creano una dispersione. Dopo aver aggiunto il sale per trasformare la dispersione in gel, poi sostituiscono l'acqua con l'alcol.

Quindi mettono il gel alcolico in una camera a pressione, dove alte pressioni e una CO . supercritica ₂ l'atmosfera consente la miscibilità dell'alcol e della CO ₂ gas; quando la pressione viene rilasciata, tutto lo trasforma in un aerogel omogeneo simile a una ragnatela. Il calore può essere ulteriormente applicato in seguito per ricottura dei polimeri plastici, trasformando così il materiale e compattandolo nella forma finale desiderata, pur conservando la composizione di 18 carati.

Proprietà di un pezzo in plastica

"Questo oro ha le proprietà materiali di una plastica, " dice Mezzenga. Se ne cade un pezzo su una superficie dura, sembra plastica. Ma brilla come oro metallico, e può essere lucidato e lavorato nella forma desiderata.

I ricercatori possono persino regolare la durezza del materiale modificando la composizione dell'oro. Possono anche sostituire il lattice nella matrice con altre plastiche, come il polipropilene. Poiché il polipropilene si liquefa a una temperatura specifica, "oro di plastica" realizzato con esso può imitare il processo di fusione dell'oro, ma a temperature molto più basse. Per di più, la forma della nanoparticella d'oro può cambiare il colore del materiale:le "nanopiastrine" producono il tipico luccichio dell'oro, mentre le nanoparticelle sferiche d'oro conferiscono al materiale una tonalità viola.

"Come regola generale, il nostro approccio ci consente di creare quasi tutti i tipi di oro che scegliamo, in linea con le proprietà desiderate, "dice Mezzenga.

Oro per l'orologeria e l'elettronica

Mezzenga sottolinea che, mentre l'oro plastico sarà particolarmente richiesto nella produzione di orologi e gioielli, è adatto anche per catalisi chimica, applicazioni elettroniche o schermatura dalle radiazioni. I ricercatori hanno richiesto brevetti sia per il processo che per il materiale.

Gli scienziati di Mezzenga si erano già fatti un nome qualche tempo fa con l'oro più leggero del mondo, un oro che pesava così poco da poter galleggiare sulla schiuma del cappuccino. "Ma il materiale era troppo instabile e non poteva essere lavorato. Questa volta ci siamo posti l'obiettivo chiaro di creare un oro leggero che possa anche essere effettivamente lavorato e utilizzato nella maggior parte delle applicazioni in cui l'oro viene utilizzato oggi", afferma Mezzenga.