La famiglia dei metalli elastici si arricchisce di un nuovo componente. Si tratta di una lega di ferro molto resistente ma dotata di grande elasticità, persino doppia rispetto a quella dei materiali con proprietà simili. La scoperta, su Science, è di Yuuki Tanaka e la sua equipe di ricerca della Tohoku University, in Giappone.
Elasticità e resistenza sono, generalmente, proprietà che si escludono a vicenda. La gomma, per esempio, è molto elastica ma poco resistente. Il ferro, al contrario, può resistere a forti sollecitazioni ma si deforma poco. Tuttavia, alcuni metalli possiedono entrambe le caratteristiche. Si tratta delle “leghe a memoria di forma” (Sma), resistenti e al tempo stesso capaci di riacquistare la forma originaria dopo essere state deformate (qui un video). Quando una Sma viene raffreddata, assume una particolare struttura cristallina (forma martensitica) che si deforma con facilità. Se questa struttura viene poi riscaldata sino a riportarla alla temperatura iniziale, riacquista il suo aspetto originario (forma austenitica). Una caratteristica di alcune Sma è la superelasticità, ovvero la capacità di tornare alla forma iniziale dopo una deformazione puramente meccanica.
La Sma più elastica e resistente sino ad oggi conosciuta era il nitinolo (nell’immagine), una lega di titanio e nichel. Viene usata per fabbricare antenne dei telefoni cellulari, stent coronarici e protesi dentali. Ma nonostante la superelasticità, il nitinolo non è abbastanza duttile né sufficientemente resistente per altri scopi. Lavorando su leghe di ferro, più economiche e facilmente lavorabili, i ricercatori giapponesi hanno individuato una Sma dalle straordinarie proprietà. Si tratta di una lega policristallina costituita da ferro, nichel, cobalto, alluminio e tantalio. A temperatura ambiente, possiede un’elasticità doppia rispetto a quella del nitinolo, è forte quanto una normale lega industriale e si dimostra molto duttile.
Le possibili applicazioni di questa nuova lega sono, secondo i ricercatori, molteplici. Per esempio, potrebbe essere impiegata per costruire dispositivi medici più piccoli degli stent. In più, dato che nelle transizioni da una forma all’altra le Sma dissipano energia, la nuova lega potrebbe servire a fabbricare mezzi per assorbire shock meccanici, per isolare da vibrazioni o ridurre il rumore. (m.s.)
Riferimento: DOI: 10.1126/science.1183169
