Una nuova generazione di materiali più efficienti, più sostenibili e meno costosi. E’ l’obiettivo di “Diagonal”, un importante progetto internazionale che coinvolge dieci università e centri di ricerca europei e americani e di cui è partner la Scuola IMT.
Il progetto, lanciato lunedì scorso (17 aprile) a Siviglia, vedrà la Scuola IMT impegnata sulla modellazione e sulla simulazione del comportamento di questi innovativi materiali assieme alla Northwestern University di Chicago, dove quattro ricercatori della Scuola IMT trascorreranno un periodo di dieci mesi.
La particolarità di questa nuova generazione di materiali sta nella loro composizione cosiddetta “graduata”: metalli, ceramiche e polimeri miscelati mediante stampanti 3D. Un tipo di tecnologia con sicure applicazioni nel settore del trasporto aereo, della sicurezza e in campo biomedico.
I “functionally graded materials (Fgm)” permetteranno di realizzare strutture costituite da uno o più materiali che vengono combinati in proporzioni variabili a seconda del punto di deposizione. A differenza dei materiali compositi, come alcuni tipi di leghe, in ogni punto la struttura degli Fgm presenta proprietà differenti.
"L'obiettivo è fare in modo che queste strutture ottimizzino le loro proprietà meccaniche. Ad esempio, un materiale può essere progettato in modo che in una certa area possieda proprietà migliori per supportare una certa sollecitazione, perché quella zona è dove dovrà supportare un maggiore quantità di peso o resistere ad un impatto" - spiega Marco Paggi, professore ordinario di Scienza delle costruzioni e responsabile del progetto per la Scuola IMT-.
I materiali funzionalmente graduati sono in grado di sopportare grandi aumenti di temperatura, caratteristica che li rende particolarmente adatti per la costruzione di una fusoliera di un aereo o per i diversi componenti di un motore. Inoltre, possono inibire la propagazione di fratture. Questa proprietà li rende utili nelle applicazioni di difesa, come lo sviluppo di materiali più resistenti agli impatti ad alta velocità al fine di migliorare le prestazioni delle strutture protettive. L'interesse per i materiali funzionalmente graduati sta crescendo anche nelle applicazioni biomediche, come gli impianti ossei realizzati con questi materiali che raggiungono un comportamento meccanico ottimale con la biocompatibilità ossea desiderata.
"Queste tipologie di materiali, per le loro caratteristiche, porteranno a una rivoluzione nel campo dell'ingegneria strutturale. Otterremo materiali più efficienti, sostenibili ed economici, perché tendono a minimizzare i costi e i tempi di produzione e consentire la personalizzazione delle proprietà meccaniche per applicazioni specifiche" - conclude Paggi.
Nella foto Marco Paggi e il gruppo di ricercatori della Scuola IMT a Siviglia per il lancio del progetto assieme ai partner spagnoli
