07:05 20 Settembre 2018
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Fisici russi: create superfici idrorepellenti e antighiaccio per auto e aerei

© East News/ Jim Cole
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Dei fisici russi hanno ideato un nuovo metodo per difendere i rivestimenti degli aerei e le carrozzerie delle automobili dalla formazione del ghiaccio grazie a delle scalanature fatte col laser, riporta ACS Nano.

"Una delle più grandi rivoluzioni scientifiche del XXI secolo è stata la scoperta e l'utilizzo di materiali e coperture super-idrofobici, i quali hanno visto subito ampia applicazione tecnologica" osserva Liudmila Boynovich dell'Istituto di fisica e chimica dell'Università di Mosca riporta il servizio stampa del Fondo scientifico della Russia.

Le foglie di molte piante possono essere considerate degli esempi viventi di superfici idrofobe, che non trattengono lo sporco. Questa capacità viene chiamata effetto loto. Grazie a dei microscopici turbercoli l'acqua cade subito verso il basso portando con se le particelle di sporcizia. Negli ultimi anni, i fisici hanno tentato diverse volte di creare una vernice o un pellicola che funzioni allo stesso modo.

Ad esempio, due anni fa un gruppo di fisici di Stati Uniti e della Russia sono riusciti a creare un copia metallica di tale superficie, trattando il metallo con impulsi laser ultrabrevi. Questo bombardamento laser ricopriva la superficie di bronzo, platino e altri metalli con uno schema particolare di avvallamenti e dossi che respingevano l'acqua e impedivano alle gocce di accumularsi sulla superficie.

Gli scienziati russi hanno riflettuto sulla possibilità di utilizzare questa tecnica per proteggere le superfici metalliche dalla formazione di ghiaccio in condizioni simili a quelle "di combattimento". Esperimenti precedenti hanno dimostrato che molti tipi di tali rivestimenti a effetto "loto" reagiscono in modo negativo a stress meccanici, motivo per cui gli ingegneri non li hanno messi in pratica.

Facendo esperimenti con alluminio e leghe di magnesio, materiali ampiamente utilizzati nella fabbricazione di carrozzerie di automobili e parti di aerei, gli scienziati hanno scolpito col laser dei motivi regolari sulle loro superfici, li hanno trattati con sostanze chimiche idrorepellenti e hanno poi studiato le loro proprietà meccaniche. Il risultato è un nuovo tipo di rivestimento ibrido che respinge il ghiaccio e l'acqua ed è caratterizzato da un'elevata resistenza. Questo è stato possibile grazie alla formazione di particolari tipi di ossidi di alluminio durante la lavorazione con il laser, che al loro interno vedono la presenza di ulteriori fori che permettono alle molecole dei rivestimenti di essere assorbite respingendo l'acqua e difendendo il metallo dalla corrosione

Come dimostrato da ulteriori esperimenti, questi stessi "pori" proteggono il metallo da stress meccanici e da danni: quando si formano microfessure e graffi liberano le sostanze assorbite ed eliminano i "buchi" nella protezione della lega dalla corrosione e ghiaccio. Anche se una tale lega venisse immersa in azoto liquido o lavorata per diverse ore con materiali abrasivi, non perderebbe le sue proprietà e continuerebbe a respingere l'acqua e a non collassare sotto i carichi.

"Il nostro lavoro di squadra, non solo ci ha portato alla creazione di materiali con proprietà idrorepellenti uniche, ma anche a superare molti dei classici svantaggi delle leghe di alluminio, come l'erosione dovuta ai carichi abrasivi, la scarsa resistenza agli urti durante stress termico, la suscettibilità alla corrosione e alla scarsa resistenza chimica agli ambienti liquidi e gassosi" conclude il fisico. 

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