Una scoperta eccezionale nel settore dei materiali edili: un gruppo di ricercatori dell’Università di Princeton ha sviluppato un nuovo tipo di cemento, ispirato alla struttura delle ossa umane, che risulta essere 5,6 volte più durevole rispetto ai materiali convenzionali. I dettagli dello studio sono stati divulgati nella rivista Advanced Materials.
Una pasta cementizia ultra resistente
Il gruppo di studiosi, coordinato dal professor Reza Moini, specialista in ingegneria civile e ambientale, insieme al dottorando Shashank Gupta, ha dimostrato che l’utilizzo di una matrice cementizia caratterizzata da una struttura a tubi è in grado di potenziare significativamente la resistenza alla diffusione delle crepe, migliorando al contempo la capacità del materiale di deformarsi senza rompersi improvvisamente. “Uno dei problemi principali nella progettazione di materiali fragili è che tendono a fratturarsi in modo repentino e devastante”, ha spiegato Gupta.
Moini ha sottolineato che questo avanzamento tecnologico si basa su un’attenta progettazione della struttura interna del materiale, che equilibra le tensioni lungo la crepa con la risposta meccanica complessiva. “Applichiamo i concetti teorici della meccanica della frattura e della meccanica statistica per migliorare le proprietà dei materiali in base al progetto“, ha aggiunto.
Il team ha preso ispirazione dal tessuto osseo corticale umano, la robusta superficie esterna delle ossa lunghe come il femore, noto per la sua resistenza e capacità di evitare rotture. Questo tipo di osso è composto da strutture tubolari chiamate osteoni, che si trovano in una matrice organica. Questa configurazione particolare devia le crepe intorno agli osteoni, evitando una rottura improvvisa del nuovo cemento e accrescendo la sua resistenza globale contro la propagazione delle fratture.
