I ricercatori Yokohama stanno studiando un nuovo tipo di gomma

I ricercatori del Tokyo Institute of Technology hanno sviluppato una nuova forma di vetro “gommoso” che può avere applicazioni in alta temperatura o in ambienti fortemente ossidanti. Le sostanze flessibili in grado di resistere alle alte temperature sono desiderabili per diverse applicazioni industriali e di ingegneria. Quelle a base di vetro sono a rischio rottura, ma gli scienziati del Tokyo Institute of Technology e Asahi Glass Co. Ltd di Yokohama hanno scoperto uno specifico tipo di vetro ossido che si comporta in modo diverso quando viene portato ad uno stato super-raffreddato liquido.

Seiji Inaba, Setsuro Ito e Hideo Hosono hanno studiato i vetri ossidati vedendo che possiedono strutture simili a quelle della gomma organica, consistenti in morbide, lunghe, catene lineari di molecole. Il team ha scoperto che il vetro di metafosfato si espande e si contrae come la gomma alle temperature vicine alla “temperatura di transizione del vetro” ovvero quando passa dallo stato super-freddo liquido a quello solido.

Grazie a tutte queste qualità e duttilità il vetro ossidato “come gomma” potrebbe essere preso in considerazione per molte applicazioni ad alte temperature e in ambienti nei quali altri materiali non potrebbero reggere. Inaba e la sua squadra hanno condotto esperimenti su un vetro composto da un mix di metallo alcalino e metafosfato, duro e facilmente fratturabile a temperatura ambiente, e contemporaneamente su di un vetro normale. Tuttavia, quando è riscaldato alla prossimità del punto di transizione vetrosa, e poi raffreddato in uno stato allungato, il vetro diventa anisotropo (ovvero le sue proprietà fisiche diventano direzionalmente dipendenti) a causa dell’orientamento delle catene lineari.Il vetro metafosfato quindi, quando viene sottoposto ad un trattamento termico, si restringe fino al 35 per cento, ma non vi è alcun cambiamento di volume. Inoltre, mentre molti materiali come il vetro ordinario, le ceramiche ed i metalli, sono esotermici quando vengono contratti a causa del calore, mentre il vetro sviluppato dalla squadra risulta endotermico quando si contrae. In conclusione il vetro metafosfato, la cui struttura assomiglia a quella della gomma organica, presenta un grado di contrazione mai visto prima in un vetro di ossido. Mostra grande anisotropia grazie al suo orientamento della sua catena lineare e ritorna alla sua struttura originale quando viene rilasciato.