L’MIT del Massachusetts non si smentisce mai: è questo infatti l’istituto matematico che vanta la frequentazione dei più promettenti talenti nel campo scientifico, ed è dalla scuola di Boston che escono sempre più spesso i progetti più innovativi e rivoluzionari. 
Recentemente una squadra di chimici del Massachusetts Institute of Technology ha fatto parlare di sé creando un nuovo materiale, più resistente dell’acciaio ma leggero come la plastica, che potrebbe essere utilizzato per effettuare costruzioni come ponti e strutture simili o anche per rivestire delle automobili.
Lo studio è stato pubblicato sulla rivista Nature, in un articolo che ha dato una grandissima visibilità all’esperimento.
Il nuovo materiale firmato MIT si basa su un polimero bidimensionale
La vera rivoluzione che caratterizza la realizzazione di questo nuovo materiale, chiamato 2DPA-1, che si basa su un polimero bidimensionale che è in grado di autoassemblarsi in fogli. Questa caratteristica è decisamente importante nell’ottica della sua unicità, in quanto tutti i materiali realizzati prima d’ora non erano ritenuti capaci di formare fogli 2D e di formare solamente delle catene unidimensionali.
“Di solito non pensiamo alla plastica come a qualcosa che potresti usare per supportare un edificio, ma con questo materiale puoi creare cose nuove“, ha dichiarato Michael Strano, professore di ingegneria chimica al MIT. “Ha proprietà molto insolite e ne siamo molto entusiasti“.
Le proprietà di cui parla Strano è la capacità di questi polimeri, costituiti da catene di monomeri, di crescere aggiungendo nuove molecole alle estremità. Questi polimeri, una volta che si sono formati, si possono modellare in oggetti tridimensionali con la tecnica dello stampaggio a iniezione.
Erano decenni che gli scienziati facevano ipotesi ed esperimenti sulla possibilità di far crescere i polimeri in fogli bidimensionali, arrivando comunque alla conclusione che non fosse una via percorribile. Questo perché convinti che i monomeri potessero ruotare verso l’alto o verso il basso rispetto al foglio 2D, espandendosi in tridimensionale e perdendo quindi la caratteristica struttura 2D richiesta dall’esperimento.
Invece il professor Strano è riuscito insieme all’equipe di chimici che ha lavorato con lui di creare un processo di polimerizzazione che ha dato la possibilità di ottenere un foglio 2D chiamato poliarammide.
I blocchi che costituiscono il monomero sono composti di melamina, contenente un anello di atomi di carbonio e azoto. Se trattati nel modo giusto, i monomeri sono in grado di crescere in 2D formando dei dischi, che impilandosi l’uno sull’altro sono tenuti insieme da legami di idrogeno che rendono la struttura molto resistente.
“Anziché creare una molecola simile a uno spaghetto, possiamo fare un piano molecolare simile a un foglio, dove otteniamo molecole che si uniscono insieme in due dimensioni“, ha dichiarato Strano. “Questo meccanismo avviene spontaneamente in una soluzione, e dopo aver sintetizzato il materiale, possiamo facilmente rivestire film sottili che sono straordinariamente resistenti“.
La caratteristica di autoassemblamento fa sì che il polimero possa essere prodotto in grandi quantità solo aumentando il materiale di partenza. Tra le altre caratteristiche peculiari del polimero, c’è l’elevata elasticità e la grande resistenza agli urti (il doppio rispetto a quella dell’acciaio) pur avendo una densità sei volte minore dell’acciaio stesso.
Inoltre 2DPA-1 è impermeabile ai gas. “Questo potrebbe permetterci di creare rivestimenti ultrasottili che possono impedire completamente il passaggio di acqua o gas”, ha spiegato Strano. “Questo tipo di rivestimento potrebbe essere utilizzato per proteggere il metallo in automobili e altri veicoli o strutture in acciaio”.
