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martedì, settembre 29, 2015

LA SCIENZA HA INVENTATO UN NUOVO MATERIALE: DURO COME IL DIAMANTE MA ANCORA PIÙ RESISTENTE. RISULTA COMPOSTO DA POLVERE DI DIAMANTE E NITRURO DI BORO CUBICO.



Oristano 29 Settembre 2015
Cari amici,
la scienza ogni giorno che passa ci gratifica con sempre nuove scoperte, che, non solo ci meravigliano, ma soprattutto ci migliorano la vita. Qualche giorno fa ho parlato su questo blog del meraviglioso mondo delle nanotecnologie, ramo della scienza che si occupa della materia in senso infinitamente piccolo, precisamente “su scala dimensionale inferiore al nanometro”, ovvero al miliardesimo di metro. Nuova tecnologia che certamente, in tempi brevi, sarà capace di cambiarci radicalmente la vita. Oggi invece, al posto dell’infinitamente piccolo, voglio parlarvi di “super durezza”, proprietà importante anche questa, rappresentata in assoluto dal materiale più duro al mondo: il diamante. Ebbene l’uomo è riuscito a creare in laboratorio un materiale ancora più duro e resistente del diamante!
Il diamante è sempre stato considerato il materiale più duro in assoluto: la sua durezza Mohs è pari a 10, ed è fino a 140 volte superiore a quella del corindone, che nella scala di Mohs è classificato con durezza 9. Anche il nitruro di boro cubico quanto a durezza però non scherza: I cristalli di boro, realizzati con procedimenti di sintesi non essendo presenti in natura allo stato naturale, presentano una durezza anche superiore a 9.5 sulla scala Mohs. E’ dalla combinazione di questi due elementi, Nitruro di Boro e Diamante, che è stato ottenuto un nuovo super materiale che ha dimostrato di possedere una durezza ed una resistenza eccezionali, mai riscontrate prima.
Ottenuto in laboratorio dai ricercatori cinesi dell'Università del Sichuan, questo nuovo materiale riesce a combinare la nota durezza del diamante con la resistenza alle alte temperature del nitruro di boro cubico; il prodotto ottenuto, descritto ampiamente nella rivista Applied Physics Letters, si candida ora a diventare la straordinaria base di partenza per la costruzione di innovativi utensili da taglio, cosa che potrà avere in futuro importanti applicazioni in molti ambiti industriali.
Per ottenere questo super materiale di sintesi, i ricercatori universitari cinesi, coordinati dal fisico Duanwei He, hanno preparato un mix omogeneo di polvere di diamante e nitruro di boro cubico, inserendolo poi all'interno di una 'fornace a vuoto' e riscaldandolo ad oltre mille gradi di calore per due ore. La lega ottenuta dalla fusione dei due materiali è stata poi pressata a quasi 2.000 gradi, ottenendo come prodotto finale delle piccole sfere di appena 3 millimetri di diametro.
Cari amici, tutti conosciamo la durezza del diamante, prodotto naturale formatosi milioni di anni fa nelle viscere della terra, ma poco sappiamo del nitruro di boro. E’ anche questo un materiale super duro, usato come abrasivo (si tratta del secondo materiale più duro dopo il diamante sintetico). Uno dei vantaggi fisici del CBN (sigla che identifica il nitruro di boro cubico), in confronto agli abrasivi tradizionali, è che, oltre ad essere più duro a temperatura ambiente, esso mantiene la sua durezza in un’ampia gamma di temperature.
Le piccole e resistenti sfere di pochi millimetri di diametro, ottenute dalla particolare fusione ad altissime temperature dei due materiali, sono state successivamente modellate e lucidate in laboratorio, per essere utilizzate come utensili da taglio. Questi strumenti sperimentali sono stati successivamente inseriti in un tornio a controllo numerico e utilizzati per tagliare dell'acciaio temprato e delle barre di granito. I test effettuati hanno dimostrato che il nuovo super materiale è risultato 'resistente all'usura' quanto il nitruro di boro cubico quando è stato utilizzato per tagliare l'acciaio, e, ancora di più, quando invece è stato testato sul granito. Ottime anche le performance dimostrate nel taglio ad alta velocità: risultate migliori sia rispetto a quelle con l'utilizzo del nitruro di boro cubico policristallino che con l'utilizzo dei diamanti policristallini in commercio.
La scoperta è senza ombra di dubbio di quelle importanti, capaci di avere positive ripercussioni sulle lavorazioni industriali: i ricercatori ora sono impegnati a sviluppare tecnologie innovative che consentano la realizzazione di utensili da taglio più grandi (sulla scala dei centimetri), necessari per certe particolari lavorazioni industriali.
Cari amici, il futuro, tra nanotecnologie e nuovi materiali, agevolerà sempre di più il lavoro dell'uomo, che potrà disporre di strumenti sempre più sofisticati, capaci di agevolare il lavoro, in particolare quello più pesante. Quello che personalmente temo, però, è che tutta questa innovazione non serva a rendere migliore la vita degli esseri umani nel mondo, ma solo quella di alcuni: quelli già super ricchi e potenti. Spero che l’innovazione non serva ad alimentare solo il potere e l'abbondanza dei pochi, continuando, invece, a depauperare sempre di più chi continua a sognare una vita migliore che non arriva mai.
Ogni innovazione, pensiamoci seriamente, risulta concretamente positiva solo se riesce a migliorare la vita di tutti, senza distinzioni ed egoismi!
Ciao a domani.
Mario

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