Più resistenti del kevlar e più dure dell'osso: ecco le fibre vegetali

Un team di ricerca del MIT, partendo dal presupposto che la parte più resistente di un albero non risiede nel suo tronco o nelle sue radici ma nelle pareti delle sue cellule, ha focalizzato gli studi sui componenti interni di ogni fibra di cellulosa, in particolare sui nanocristalli di cellulosa rinforzati (o CNC).

I CNC sono, di fatto, catene di polimeri organici disposti in modelli cristallini quasi perfetti che, su scala nanometrica, sono addirittura più forti e rigidi del Kevlar. Da qui l'idea di poterli trasformare in materiali di porzioni significative, tali da produrre plastiche più resistenti, sostenibili e di derivazione naturale.

Il team ha quindi progettato un composito combinato principalmente da CNC con del polimero sintetico, dove i cristalli organici occupano circa il 60-90% del materiale, la frazione più alta di CNC mai ottenuta fin'ora, illustrando poi i risultati sulla rivista Cellulose.

I ricercatori hanno scoperto che l'amalgama a base di cellulosa è più forte e resistente di alcuni tipi di osso e più duro delle tipiche leghe di alluminio. Il materiale ha inoltre una microstruttura che ricorda la madreperla, il duro rivestimento interno del guscio di alcuni molluschi.

Attraverso l'utilizzo di una stampante 3D, hanno poi prodotto e fuso il composito di CNC in piccoli pezzi di pellicola, della grandezza di un centesimo, che hanno usato per testare la resistenza e la durezza del materiale.

Lo hanno anche scolpito a forma di dente, per dimostrare che potrebbe un giorno essere utilizzato per realizzare impianti odontoiatrici a base di cellulosa e, oltre a ciò, qualsiasi altro prodotto plastico, che sia più forte, più resistente e più sostenibile che mai.

John Hart, professore di ingegneria meccanica ed uno degli autori dello studio, ha affermato: "Creando compositi con CNC ad alto carico, possiamo conferire ai materiali a base di polimeri proprietà meccaniche che non avevamo mai visto prima. Se riuscissimo a sostituire la plastica a base di petrolio con della cellulosa di derivazione naturale, sarà probabilmente meglio anche per il pianeta".

I ricercatori del MIT non smettono davvero di stupirci, solo recentemente vi avevamo parlato di un nuovo materiale più resistente dell'acciaio e più leggero della plastica, ed anche di questo materiale che riesce a sollevare 5000 volte il suo peso.