Le spine dei ricci di mare ispirano un cemento altamente resistente

Le spine dei ricci di mare hanno una composizione che le rende molto resistenti e forti. La calcite, un minerale costituito da carbonato di calcio, è il materiale di cui, principalmente, sono composte tali spine. Il materiale, di per se, presenta una bassa resistenza e quindi non è sufficiente per spiegare le proprietà meccaniche delle spine dei ricci. La natura ha organizzato le spine a livello nanometrico con una architettura stile muro di mattoni, in cui ogni strato di mattoni, il materiale duro, cioè i cristalli di calcite, è separato e tenuto in posizione da uno strato di malta, il materiale morbido, cioè uno strato di materiale amorfo. In questo modo quando viene applicata una forza ai fragili cristalli di calcite, questi in parte si crepano, l’energia viene poi trasferita allo strato amorfo che, non avendo piani di scissione, impedisce ulteriori fratture. Questa architettura è la causa della resilienza delle spine dei ricci di mare ed ha ispirato ricercatori dell’Università di Kostanz, in Germania, i quali hanno pensato di sfruttarla per creare un cemento con un’elevata resistenza alle fratture. In pratica hanno aggiunto a delle “nanopiastre” (nanoplatelets) di silicato di calcio idrato un legante polimerico, composto da una combinazione di peptidi con cariche negative, che si lega esclusivamente ai nanoplatelets e costituisce il materiale amorfo fra gli strati di materiale duro. In questo modo hanno ottenuto un cemento con una resistenza alla flessione pari a 200 megapascals, quando i cementi attualmente impiegati presentano valori tra 2 e 5 megapascals. Ciò si traduce in una formulazione di cemento più resistente che permetterebbe di costruire edifici più alti con una considerevole riduzione dell’impiego di acciaio come supporto.
Maggiori info su phys.org, la ricerca è stata pubblicata su Science Advances.


Be the first to comment on "Le spine dei ricci di mare ispirano un cemento altamente resistente"

Leave a comment

Your email address will not be published.