Probabilmente ne hai sentito parlare Pistole stampate in 3D, ma che ne dici di un materiale stampato in 3D in grado di fermare i proiettili sul loro percorso? Questo è ciò che i ricercatori della George R. La Brown School of Engineering potrebbe aver sviluppato un nuovo polimero che è duro quasi quanto il diamante nonostante sia un materiale leggero e pieno di buchi.
Il materiale si basa su qualcosa chiamato tubulano, una struttura complessa di nanotubi di carbonio reticolati suggerito per la prima volta dagli scienziati all'inizio degli anni '90. Nonostante quanto possano essere teoricamente entusiasmanti i tubulani, le persone non sono state in grado di crearli nella realtà. Usare l'idea come base per una struttura polimerica potrebbe essere la soluzione migliore.
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Nella loro demo, gli scienziati della Rice hanno utilizzato i tubulani come ispirazione per creare blocchi polimerici ingranditi stampati in 3D che dimostrano fino a 10 volte più capace di fermare un proiettile rispetto a un blocco solido dello stesso materiale, grazie alla topologia insolita del suo superficie. Mentre i proiettili sparati contro blocchi solidi provocherebbero la propagazione di crepe attraverso l’intero oggetto, il materiale stampato in 3D di Rice fa sì che i proiettili rimangano bloccati solo nel secondo strato della struttura.
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I tubulani teorici ispirano polimeri ultra duri
“La natura utilizza la topologia come strumento per migliorare la capacità portante o altre proprietà meccaniche – [come] modulo o tenacità – dell’architettura”, ha concluso l’alunno della Rice Chandra Sekhar Tiwary, co-investigatore principale del progetto e ora assistente professore presso l'Indian Institutes of Technology, ha dichiarato a Digital Trends. “Ci sono diversi esempi di tali fenomeni. Nel lavoro attuale, la topologia complessa è la chiave che si traduce in tale miglioramento”.
Il processo di sviluppo è ancora all’inizio, ma il team ritiene che questo lavoro suggerisca un futuro in cui le strutture stampate di qualsiasi dimensione potrebbero presentare proprietà meccaniche “regolabili”. "Non abbiamo esaminato alcuna applicazione specifica", ha detto Tiwary. “Ma sì, è possibile esplorare qualsiasi componente poroso con requisiti di carico elevati, a partire dal canale del carburante, dalle ossa, dal supporto della catalisi e molto altro ancora”.
Successivamente, il team prevede di collaborare alla ricerca di potenziali applicazioni, nonché all’esame di altri tipi di “topologia entusiasmante”.
Un articolo che descrive il lavoro, intitolato “Tubulanes stampati in 3D come strutture resistenti agli urti con ipervelocità leggera”, è stato pubblicato recentemente pubblicato sulla rivista Small.
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