Il materiale che pesa meno dell'aria: l'aerografite

Team di studiosi teutonici facente parte delle università di Kiel e di Amburgo hanno battuto un record, ovvero hanno messo a punto il materiale più leggero del mondo. L’aerografite, questo il nome che gli è stato conferito, pesa appena 0,2 milligrammi per centimetro cubo. E’ 75 volte più leggera del polistirolo. E’ così leggera che è difficile utilizzarla in un normale laboratorio. Qualsiasi minimo movimento può causare spostamenti d’aria che la soffiano via, perché è anche sei volte più leggera dell’aria. Come applicazioni, può essere utilizzato per fare vestiti, batterie al litio o computer, ma anche come filtro o scudo. Stracciati i precedenti record della “Styrofoam”, un polistirolo espanso brevettato nel 1941 composto “solo” dal 98% di aria, e dell’AeroGel della NASA (99,8% dia aria e 0.2% di diossido di silicio).

Un materiale del genere, spiegano i ricercatori (tra cui l'italianissimo Giovanni Caldara) potrebbe trovare numerosi impieghi. Per esempio nell' elettronica spaziale, dove aiuterebbe a ridurre il peso dei componenti di sonde e satelliti, sopportando senza problemi le vibrazioni cui questi sono sottoposti. Oppure potrebbe essere usato negli elettrodi delle batterie agli ioni di litio, o ancora come sistema di purificazione di acqua e aria, per assorbire, ossidare e decomporre eventuali inquinanti. Le batterie “leggere” così ottenute potrebbero essere utilizzate per i veicoli elettrici come automobili e biciclette con tutte le positive conseguenze in termini di “trasporti ecologici”.

“Un chilogrammo di questo materiale occupa cinque metri cubi di spazio. In sintesi, un cilindro largo un metro e alto 5, quasi come due piani di casa. Trasportare un chilo di aerografite non è, quindi, la cosa più facile da fare”, dice uno dei ricercatori, Matthias Mecklenburg. Il materiale è costituito da un intreccio di nanotubi di carbonio. Di colore nero, oltre che super-leggero è super-elastico, idrorepellente e conduce l’elettricità. Per realizzarlo si parte da ossido di zinco. Il primo passo è consistito nel convertire l’ossido di zinco da una sostanza polverosa in un cristallo, servendosi di un forno con temperature intorno ai 900 °C. Una volta ottenuto il cristallo questo è stato posizionato all’interno di un reattore per sintetizzare il materiale finale attraverso un processo noto come deposizione chimica da vapore. Lo scorso luglio è stato presentato nello studio pubblicato sulla rivista “Advanced Materials”. 

Una volta ottenuto il cristallo questo è stato posizionato all'interno di un reattore per sintetizzare il materiale finale attraverso un processo noto come deposizione chimica da vapore. In pratica viene spruzzato carbonio in forma gassosa, così da guidare la deposizione di un sottile strato di grafite, spesso appena pochi atomi, sopra i tetrapodi del cristallo. Un’altra caratteristica dell’aerografite è la sua incredibile resilienza, il materiale resiste molto bene alla compressione e alla tensione, è possibile comprimerlo fino al 95% senza provocare alcuna mutazione a livello di forma e struttura. Queste speciali caratteristiche sono correlate alla struttura interconnessa dei tubi porosi di cui il materiale è composto.