La Formula Universale della Fusione dei Materiali

Una ciotola versa metallo fuso che sembra arancione come se fosse in fiamme in un'altra pentola, scintille volano dappertutto.
Se vuoi lavorare un metallo, devi conoscere le condizioni in cui si scioglierà. (Shestakov Dmytro/Shutterstock.com)

Un’importante scoperta scientifica è stata annunciata da uno scienziato, che ha fornito una soluzione innovativa a un problema di lunga data riguardante la fusione dei materiali. Secondo quanto affermato, la temperatura a cui un materiale fonde, sotto pressione, può essere descritta da un’unica equazione parabolica.

Di solito, per trasformare un solido in liquido si aggiunge calore, ma la temperatura di fusione dipende non solo dalla sostanza coinvolta, ma anche dalla pressione applicata. Per questo motivo, fisici e chimici utilizzano diagrammi temperatura-pressione per visualizzare le condizioni in cui una sostanza si troverà in stato solido, liquido o gassoso.

La linea di fusione, che separa i primi due stati, è di fondamentale importanza per la scelta dei materiali ingegneristici avanzati e ha applicazioni in settori come il design dei farmaci. Solitamente, la creazione di questi diagrammi richiede costosi tentativi ed errori, ma secondo il Professor Kostya Trachenko dell’Università Queen Mary, esiste una formula universale per prevedere la posizione di questa linea.

Nel suo libro “Theory of Liquids”, Trachenko sostiene che le linee di fusione possono essere descritte da un’equazione parabolica semplice, evitando così la necessità di condurre esperimenti con temperature e pressioni sempre più elevate. Questa scoperta non solo ha un valore pratico, ma implica anche una connessione fondamentale tra materiali diversi.

Un diagramma di fase per l'acqua a diverse temperature e pressioni. La transizione da gas a solido e liquido è ben compresa, mentre quella da solido a liquido deve essere ricavata sperimentalmente.
Un diagramma di fase per l’acqua a diverse temperature e pressioni. La transizione da gas a solido e liquido è ben compresa, mentre quella da solido a liquido deve essere ricavata sperimentalmente.
Cmglee – Lavoro proprio, CC BY-SA 3.0, tramite wikimedia commons

Il Professor Trachenko ha derivato l’equazione concentrandosi sull’energia di una sostanza nel punto di fusione o solidificazione, anziché sull’entropia come fatto in passato. Secondo lui, la linea di fusione è determinata da variabili come la costante di Planck, la massa e la carica dell’elettrone, e dai gusci in cui si trovano gli elettroni esterni di una sostanza.

Nonostante l’intensa ricerca sull’argomento, la scoperta di Trachenko è stata considerata inaspettata, specialmente considerando la complessità nel definire il confine tra solido e liquido. Tuttavia, alcuni esperti, come il Dottor Sergey Kharpak del Centro Aerospaziale Tedesco, hanno sollevato dubbi riguardo alle approssimazioni utilizzate da Trachenko nella sua derivazione, sottolineando la necessità di test estensivi per confermare la validità della sua teoria.

In conclusione, questa nuova prospettiva sulla fusione dei materiali potrebbe portare a importanti sviluppi nel campo della scienza e dell’ingegneria, aprendo la strada a nuove applicazioni e scoperte nel futuro.

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