Una pepita di plastica a 18 carati

Gli amanti degli orologi d'oro e dei gioielli pesanti possono rallegrarsi. È probabile che un giorno gli oggetti del loro desiderio diventino molto più leggeri e continuino a brillare con eleganza. Il peso ridotto è particolarmente importante per gli orologi da polso. A nessuno piace portare al polso un orologio pesante, anche se è in oro vero. Alla lunga è scomodo e fastidioso.

L'alumni Leonie van 't Hag, ricercatrice post-dottorato dell'ETH, nel laboratorio di Raffaele Mezzenga, professore di Alimenti e materiali morbidi, ha quindi creato una nuova forma di oro che è da cinque a dieci volte più leggera del tradizionale oro a 18 carati. Di solito è composto per tre quarti da oro e per un quarto da rame. La sua densità è di circa 15 g/cm³.

Non così il nuovo oro leggero. La sua densità è di soli 1,7 g/cm³. Tuttavia, si tratta di oro a 18 carati. Il motivo di questa miracolosa leggerezza: Van't Hag, Mezzenga e colleghi hanno utilizzato fibre proteiche e un polimero di lattice al posto di un partner in lega metallica. Queste fibre formano la matrice in cui sono incorporati nanocristalli d'oro simili a piastrine. L'oro leggero contiene anche numerose minuscole inclusioni d'aria invisibili all'occhio. Lo studio corrispondente è stato appena pubblicato sulla rivista "pagina esternaMateriali funzionali avanzati" è stato pubblicato.

Ecco la ricetta per la nuova leggerezza dell'oro: i ricercatori aggiungono gli ingredienti all'acqua e creano una dispersione. A questa aggiungono un sale e trasformano la dispersione in un gel, in cui sostituiscono l'acqua con l'alcol nella fase successiva.

In una camera pressurizzata con alte pressioni e CO supercritica₂-Se esposto a un'atmosfera pressurizzata, l'alcol e il gas possono mescolarsi. Non appena i ricercatori rilasciano la pressione, la miscela si trasforma in un aerogel uniforme e arioso. I polimeri plastici possono poi essere ricotti applicando il calore. In questo modo il materiale si trasforma nuovamente e si compatta nella forma finale desiderata, mantenendo la composizione a 18 carati.

Proprietà di un pezzo di plastica

"Questo oro ha le proprietà materiali della plastica", spiega Mezzenga. Se si lascia cadere un pezzo su un tavolo duro, sembra plastica. Tuttavia, brilla come l'oro metallico e può essere lucidato e lavorato per dargli la giusta forma.

I ricercatori possono anche regolare la durezza del materiale cambiando la composizione dell'oro. Al posto del lattice, è possibile utilizzare anche altre materie plastiche, come il polipropilene, come materiale di supporto. Poiché il polipropilene si liquefa a una temperatura specifica, l'oro plastico con questa plastica può imitare la fusione dell'oro, ma a temperature molto più basse. Il colore può essere modificato anche dalla scelta delle nanoparticelle d'oro. Le nanopiastrine d'oro producono il tipico luccichio dell'oro. Le nanoparticelle d'oro sferiche conferiscono al materiale un colore viola.

"In linea di principio, possiamo utilizzare il nostro approccio per creare quasi ogni tipo di oro plastico, a seconda delle proprietà richieste", afferma Mezzenga.

L'oro per l'industria orologiera e l'elettronica

Secondo l'ETH, i principali campi di applicazione dell'oro plastico sono la produzione di orologi e gioielli. Tuttavia, è adatto anche alla catalisi chimica, alle applicazioni elettroniche e alla schermatura delle radiazioni radioattive. I ricercatori hanno fatto richiesta di brevetto per il processo e il materiale.

Qualche tempo fa, gli scienziati che lavorano con Raffaele Mezzenga si sono fatti un nome con l'oro più leggero del mondo. Questo oro era così leggero che galleggiava persino sulla schiuma del cappuccino. "Tuttavia, il materiale non era abbastanza stabile e non poteva essere ulteriormente lavorato. Questa volta, invece, ci siamo posti l'obiettivo di creare un oro leggero che possa essere utilizzato nella maggior parte delle applicazioni in cui l'oro è oggi necessario", sottolinea Mezzenga.