Industria, Aerospazio e Transizione (Quella Vera): Arrivano le Schiume di Bio-Grafene

Spesso la transizione ecologica ci viene presentata come una serie infinita di normative punitive e rinunce, ma, quando la ricerca applicata incontra le reali necessità del comparto produttivo, la prospettiva cambia radicalmente. L’industria manifatturiera avanzata, specialmente nei settori automobilistico, navale e aerospaziale, è alla disperata ricerca di materiali che combinino leggerezza, resistenza meccanica e altissima capacità di assorbire gli urti. Fino ad oggi ci siamo affidati a schiume sintetiche ed elastomeri derivati dai combustibili fossili, materiali indubbiamente efficaci a breve termine, ma soggetti a usura e non esattamente campioni di efficienza nel lungo periodo.

La soluzione, per una volta, non arriva da qualche astruso derivato finanziario “green”, ma dall’osservazione pragmatica della natura. Ossa umane, spore fungine e perfino le zampe dei gatti utilizzano da millenni strutture spugnose e porose per ammortizzare gli impatti e ridurre i rumori. Su questo solido principio si fonda il progetto europeo Bio.3DGREEN, un consorzio di 14 partner provenienti da 9 nazioni diverse, coordinato dal prestigioso istituto tedesco Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH).

Cos’è il Bio-Grafene e come si produce

Non stiamo parlando dell’ennesima etichetta ecologica applicata per questioni di marketing, ma di una vera rivoluzione metallurgica e dei materiali. Il processo sviluppato dal consorzio Bio.3DGREEN sfrutta la produzione additiva ad altissima tecnologia, utilizzando laser specializzati per creare strutture complesse strato dopo strato.

Ecco i passaggi chiave di questa innovazione produttiva:

• Materia prima: Si utilizza olio vegetale (una risorsa economica e largamente rinnovabile) combinato con una polvere metallica rivestita di nichel.

• Struttura e Stampa 3D: Il laser modella questa speciale pasta ingegneristica. Il grafene, letteralmente, “cresce” sull’impalcatura metallica durante il processo.

• Estrazione ed Economia Circolare: Successivamente, attraverso un processo chimico mirato, la struttura metallica di supporto viene estratta e recuperata per essere riutilizzata infinite volte, lasciando intatta solo una schiuma di grafene tridimensionale, leggerissima e incredibilmente tenace.

Praticamente a “Struttura” metallica riutilizzabile, viene a costituire una sorta di strato attorno a cui viene sviluppato il grafene creato tramite il laser, a partire da un olio vegetale, cioè un prodotto che si trova in tutta Europa e che non crea dipendenza dal petrolio. Una innovazione interessante.

Le applicazioni strategiche: dall’Auto allo Spazio

La particolarità meccanica di queste schiume risiede nella loro eccellente capacità di dissipare l’energia cinetica. A differenza delle classiche schiume poliuretaniche che, dopo un certo numero di cicli di compressione, tendono a cedere o a perdere la loro “memoria di forma”, il reticolo di grafene si deforma per assorbire l’urto, ma ritorna immediatamente alla conformazione originale senza subire danni strutturali. Questo materiale non è un vezzo da laboratorio, ma ha target di mercato precisissimi:

• Aerospazio: Nell’industria aerospaziale, ogni grammo risparmiato su un vettore o su un aereo commerciale si traduce in un risparmio esponenziale di carburante. Le schiume di grafene offrono un rapporto peso/resistenza ineguagliabile, ideale per i pannelli interni e i sistemi di smorzamento delle vibrazioni durante il decollo o il rientro atmosferico.

• Automotive: Sostituire i pesanti sistemi di sospensione tradizionali o i pannelli isolanti con strutture in grafene significa alleggerire i veicoli, un fattore vitale per le moderne auto elettriche già gravate dall’enorme peso delle batterie, mantenendo intatta la sicurezza dei passeggeri.

• Navale (“Quiet Shipping”): L’altissimo assorbimento acustico di queste schiume spugnose riduce drasticamente l’inquinamento acustico sottomarino e le vibrazioni strutturali interne dei grandi mercantili.

Materiali a Confronto

Sviluppare brevetti, imporre standard industriali moderni e implementare processi di produzione innovativi in settori ad alta densità tecnologica è l’unica via per garantire all’Europa occupazione qualificata e crescita reale. Svincolarsi dalle importazioni di derivati del petrolio per la componentistica passiva significa, inoltre, ridurre la vulnerabilità della nostra filiera produttiva agli shock esterni dei prezzi. Per una volta, la rotta sembra essere quella giusta, anche se ancora lunga e, soprattutto, senza una certezza che questa industria si sviluppi nella UE.

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