Gli scienziati hanno creato un tessuto innovativo che supera la forza e l’efficacia del Kevlar, rivoluzionando potenzialmente la protezione personale e militare. Questo nuovo materiale, che combina polimeri aramidici con nanotubi di carbonio allineati con precisione, offre un’alternativa significativamente più leggera e sottile per giubbotti antiproiettile e altri dispositivi di protezione.
La scienza dietro la forza
Gli attuali giubbotti antiproiettile si basano sulla distribuzione della forza di un proiettile attraverso una rete di fibre resistenti. Il Kevlar, un materiale comune utilizzato in questi giubbotti, è costituito da polimeri aramidici, lunghe catene di molecole note per la loro eccezionale resistenza. Tuttavia, sotto stress estremo, queste catene polimeriche possono spostarsi o “scivolare”, limitando la protezione complessiva offerta.
Un nuovo approccio: nanotubi di carbonio in soccorso
Da anni i ricercatori dell’Università di Pechino in Cina lavorano per sviluppare materiali ancora più resistenti del Kevlar o del Dyneema, un altro tessuto ad alte prestazioni. La loro recente innovazione consiste nell’integrare i nanotubi di carbonio – strutture cilindriche estremamente piccole, resistenti – con le catene polimeriche aramidiche. Questo allineamento impedisce alle molecole del polimero di scivolare quando sottoposte a forti impatti, creando un tessuto con resistenza e resilienza notevolmente migliorate.
“La resistenza dinamica e la tenacità ultra elevate sono fondamentali per i materiali fibrosi utilizzati nelle applicazioni protettive, comprese le armature antiproiettile, i veicoli e gli aerei”, spiega Jin Zhang, il ricercatore principale del progetto.
Prestazioni superiori in azione
Questo nuovo “composito di nanotubi di carbonio fabbricati e aramide eterociclica” (è previsto un nome più accattivante!) dimostra un notevole miglioramento rispetto ai materiali esistenti. Un singolo strato di tessuto ha uno spessore di soli 0,6 millimetri e può ridurre la velocità di un proiettile che viaggia a 300 metri al secondo a 220 m/s. Fondamentalmente, i ricercatori stimano che solo tre strati – uno spessore totale di appena 1,8 millimetri – siano sufficienti per fermare completamente il proiettile. Si tratta di una riduzione significativa rispetto al Kevlar, che tipicamente richiede uno spessore di almeno 4 millimetri per lo stesso livello di protezione.
Convalida degli esperti e potenziale futuro
L’innovazione ha raccolto elogi da parte degli esperti del settore. Julie Cairney dell’Università di Sydney, in Australia, descrive la combinazione di fibre aramidiche e nanotubi di carbonio allineati come “innovativa”. Sottolinea il potenziale per la produzione di altri nuovi compositi basati su questo approccio.
“Per la protezione personale e militare, questi materiali potrebbero essere utilizzati per realizzare giubbotti antiproiettile e armature più leggeri ed efficaci, migliorando la sicurezza senza sacrificare la mobilità”, afferma Cairney.
La strategia di produzione è inoltre compatibile con i processi industriali esistenti, aprendo la strada a una produzione scalabile e all’adozione nel mondo reale. Questo nuovo tessuto rappresenta un significativo passo avanti nella tecnologia dei materiali protettivi, promettendo soluzioni antiproiettile più leggere, resistenti ed efficaci per una varietà di applicazioni.
