Forza e dobolezza dei nanotubi

Quattro i parametri che definiscono il punto di rottura

In teoria, un nanotubo di carbonio è 100 volte più resistente dell’acciaio pur avendo un peso che è sei volte inferiore. Per fare un confronto, il Kevlar® - la fibra maggiormente usata per i giubbetti antiproiettile – è cinque volte più resistente dell’acciaio a parità di peso. Nella pratica, però, si è constatato che i nanotubi si rompono ben prima del previsto. Perché e a quali condizioni ciò avvenga non era finora chiaro. Dato che sono costituiti da singole molecole, per comprenderlo è necessario approfondire lo studio dei legami molecolari, le dinamiche atomiche e i complessi fenomeni quantistici.

Il fatto che poi esistano centinaia di tipi di nanotubi, a volte dotati di caratteristiche estremamente differenti, complica ancor più le cose. Un gruppo di ricercatori della Rice University, diretti da Boris Yakobson, hanno però sviluppato un modello al calcolatore – illustrato sull’ultimo numero dei Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) – che consente di tracciare una mappa della forza dei nanotubi a singola parete, calcolando la probabilità che uno di essi si rompa in base a sole quattro variabili. Si tratta dell’intensità e della durata dello sforzo, della temperatura, e del suo angolo chirale, che misura l’angolo e la direzione di arrotolamento della molecola. Quest’ultimo, seguito dalla temperatura, sembra essere il parametro maggiormente rilevante nel determinare le variazioni di resistenza.

Fonte: (29/03/2006)
Pubblicato in Analisi e Commenti
Tag: nanotubuli

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