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Quando la plastica sotto stress cambia colore

All'aumentare delle sollecitazioni, il materiale cambia colore (photo credit: D. Stevenson, A. Jerez, A. Hamilton e D. Davis)
Sotto sollecitazione, il materiale cambia colore (credit: D. Stevenson, A. Jerez, A. Hamilton e D. Davis)

La scienza dei materiali stupisce spesso grazie alle geniali intuizioni di alcuni ricercatori. Un team di esperti in materiali plastici, per esempio, ha da poco realizzato un tipo di plastica in grado di cambiare la propria colorazione quando viene sottoposta a uno stress meccanico. Quella che all’apparenza sembra un’invenzione poco utile, potrebbe invece rivelarsi estremamente importante per testare la resistenza di alcuni materiali e valutare grazie al cambiamento cromatico il loro livello massimo di sopportazione a uno stress meccanico prima di rompersi.

Guidati da Jeffrey Moore e Nancy Sottos (University of Illinois – USA), i ricercatori hanno lavorato sodo per rendere i polimeri (gli aggregati di molecole che uniti insieme formano per esempio la plastica) in grado di percepire e rispondere alle sollecitazioni meccaniche. Un primo risultato fu ottenuto circa due anni fa, quando il team di ricerca riuscì a realizzare una catena di polimeri in grado di cambiare colore in seguito a uno stress meccanico, ma il sistema funzionava solamente in soluzione e non allo stato solido. I ricercatori avevano collocato al centro delle catene costituite dai polimeri alcune particolari molecole a forma di anello, battezzate meccanofori, in grado di far cambiare colore all’intero polimero in seguito a una sollecitazione meccanica. Leggi tutto “Quando la plastica sotto stress cambia colore”

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Come funziona il velcro?

Utilizzato per giacche, borse, scarpe e perfino nello spazio il velcro è ormai estremamente comune, ma come funziona questo ingegnoso sistema?

Velcro al microscopio elettronico (credit: science.exeter.edu)
Velcro al microscopio elettronico (credit: science.exeter.edu)

L’invenzione di questo particolare materiale adesivo si deve all’ingegnere svizzero Georges de Mestral, che concepì l’idea del velcro dopo una passeggiata tra i boschi nel 1941. Tornato a casa, de Mestral notò alcuni acheni spinosi (frutti secchi) attaccati alle sue calze di lana e al pelo del suo cane. Gli acheni in questione erano di Bardana (Arctium lappa), una pianta molto comune. Incuriosito dalla tenacia con cui gli acheni si erano fissati ai suoi calzettoni, de Mestral decise di studiarne le proprietà al microscopio.

L’ingegnere svizzero scoprì così come alle estremità delle spine degli acheni vi fossero dei minuscoli uncini, che si erano dunque impigliati nei fili di lana superficiali della sue calze, nonché al pelo del suo cane. Georges de Mestral decise così di riprodurre sinteticamente quell’ingegnoso sistema studiato dalla Natura per diffondere i semi di alcune piante grazie al vello degli animali. Leggi tutto “Come funziona il velcro?”

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Dalle pentole allo spazio: come si fa il Teflon?

Le pentole antiaderenti ci consentono di cucinare senza far attaccare i cibi, ma come funzionano di preciso?

padelleLa maggior parte dei contenitori per la cottura dei cibi presenti sul mercato utilizzano come rivestimento il Teflon, un materiale con un basso coefficiente di attrito scoperto quasi per caso nel lontano 1938 da Roy Plunkett, un ingegnere americano della società Du Pont. Teflon è il nome commerciale del prodotto, mentre la sostanza che lo costituisce si chiama politetrafluoroetilene (PTFE).

Fino agli anni Cinquanta ingegneri e tecnici faticarono non poco per trovare la giusta destinazione d’uso per il Teflon, fino a quando il francese Marc Grégoire ne ipotizzò un utilizzo domestico e iniziò a commercializzare le prime pentole antiaderenti della storia sotto il nome Tefal. Constatato il successo dei nuovi recipienti per la cottura dei cibi, numerosi altri produttori seguirono la medesima strada della Tefal producendo numerose linee di pentole e padelle rivestite con il Teflon.

Il medesimo materiale, resistente e in grado di diminuire sensibilmente l’attrito, fu anche utilizzato nei cuscinetti a sfera “autolubrificanti”, eliminando così la necessità di dover periodicamente lubrificare le sfere che costituivano i medesimi cuscinetti. Negli anni seguenti nuovi studi indagarono le proprietà del Teflon, giungendo alla conclusione che la sostanza potesse essere utilizzata in numerosi altri ambiti. Leggi tutto “Dalle pentole allo spazio: come si fa il Teflon?”