La nuova "Nanocardboard" levitante e piegante potrebbe rendere Lightsails, Microrobots

Un nuovo materiale sviluppato dai ricercatori dell'Università della Pennsylvania è abbastanza leggero da poter essere appoggiato su una foglia senza piegarlo, e tuttavia può essere abbastanza forte da aiutare a spingere i satelliti verso i confini più lontani dello spazio. Oh, e levita anche.

E neanche questo nuovo materiale potrebbe essere utile. In effetti, l'auto che trasporta, l'uccisione delle cellule cancerogene, l'operazione di salvataggio, che porta i piccoli robot del futuro, potrebbe, in effetti, essere ricavata da questo cartone futuristico.

O, più specificamente, i micro-robot del futuro potrebbero essere costruiti usando una "nanocardboard" di ossido di alluminio che pesa meno di un millesimo di grammo e tuttavia è abbastanza forte da piegarsi senza rompersi. È un ottimo isolante termico, il che significa che può resistere bene a temperature estreme.

La chiave di questo affascinante nuovo materiale è la sua forma a sandwich, che i ricercatori dietro di esso dicono rendono 10.000 volte più forte di quanto sarebbe il materiale se fosse completamente solido. Il team ha pubblicato le loro scoperte nell'ultimo numero di Comunicazioni della natura.

"Se si applica una forza sufficiente, si può piegare bruscamente il cartone ondulato, ma si spezzerà; creerai una piega dove diventerà permanentemente indebolita ", dice Igor Bargatin, professore di ingegneria meccanica alla Penn che ha diretto lo studio. "Questa è la cosa sorprendente della nostra nanocardboard; quando lo pieghi, recupera come se nulla fosse accaduto. Ciò non ha precedenti in macroscala."

Perché è così forte e leggero, i ricercatori hanno detto che ci potrebbero essere un certo numero di applicazioni per la loro nanocardboard, dal piccolo - per esempio fornendo un materiale per le ali su sciami, micro-robot simili a uccelli - a applicazioni molto più grandi nel settore aerospaziale, ad esempio sviluppando vele leggere.

Le vele leggere sono una possibilità per consentire agli esseri umani di esplorare meglio le regioni più remote dello spazio profondo senza doversi preoccupare dei vincoli energetici. Sono fondamentalmente come le vele che le barche a motore, tranne che per spingere le navi legate al mare usando il vento, spingono navicelle spaziali o satelliti catturando le minuscole particelle di luce emesse dal sole.

"Un'altra potenziale applicazione è il lightsail di Starshot, che prevede di viaggiare fino al 20% della velocità della luce per raggiungere Proxima Centauri b in un paio di decenni", scrivono gli autori sul giornale. "Alcuni dei requisiti dei materiali critici includono una densità di massa inferiore a 0,1 gm-2 (corrispondente a uno spessore della vela di circa 100 nm), la capacità di sostenere temperature elevate e una rigidità di flessione sufficiente a controllare la forma (e quindi la direzione di propulsione).”

I ricercatori hanno inoltre delineato altre applicazioni, tra cui l'isolamento termico e la conversione di energia. Anche il fatto che il materiale possa levitare quando lo si riscalda potrebbe rivelarsi utile, anche se i ricercatori non sembrano ancora del tutto sicuri di come. Successivamente, hanno in programma di indagare ulteriormente su quali dei numerosi casi d'uso possibili per questa nuova scheda nanometrica sono più promettenti.