bg

 


I nostri rivoluzionari materiali


Fibra di Carbonio

Il materiale

La fibra di carbonio è una struttura filiforme, molto sottile, realizzata in carbonio con la quale si costruisce una grande varietà di materiali detti compositi in quanto le fibre sono "composte" ovvero unite assieme ad una matrice, in genere di resina (ma può essere in metallo o in plastica) la cui funzione è quella di tenere in "posa" le fibre resistenti (affinché mantengano la corretta orientazione nell'assorbire gli sforzi), di proteggere le fibre ed inoltre di mantenere la forma del manufatto composito.

Per la realizzazione di strutture in composito le fibre di carbonio vengono dapprima intrecciate insieme a organizzare veri e propri panni in tessuto di carbonio e poi, una volta messi in posa, vengono immersi nella matrice. Tra le sue caratteristiche spiccano l'elevata resistenza meccanica, la bassa densità, la capacità di isolamento termico, resistenza a variazioni di temperatura e all'effetto di agenti chimici, buone proprietà ignifughe.

Le proprietà

carbon
carbon
Nome, simbolo, numero atomico:
carbonio, C, 6
Serie: non metalli
Gruppo, periodo, blocco:
14 (IVA), 2, p
Densità: 2 267 kg/m3
Durezza: 0,5 (grafite) 10,0 (diamante)
Stato della materia:
solido (non magnetico)
Punto di fusione:
3 773 K (3 499,85 °C)
Punto di ebollizione:
5 100 K (4 826,85 °C)
Linea spettrale: carbonium spectrum

Fibra di Vetro

Il materiale

Le fibre di vetro sono utilizzate per la produzione di materiali compositi ovvero materiali strutturali avanzati in cui diversi componenti sono integrati tra loro per produrre un materiale di caratteristiche superiori da un punto di vista fisico, meccanico, chimico, estetico, ecc

L'esperienza comune insegna che il vetro monolitico è un materiale fragile. Se esso viene invece filato a diametri d'ordine inferiore al decimo di millimetro perde la sua caratteristica fragilità per divenire un materiale ad elevata resistenza meccanica e resilienza. La fragilità del vetro comune è dovuta al gran numero di difetti della cristallizzazione che agiscono come microfratture e zone di concentrazione degli sforzi. Al contrario la fibra di vetro non presenta tutti questi difetti, per cui raggiunge resistenze meccaniche prossime alla resistenza teorica del legame covalente.

Le proprietà

carbon
Densità:
2,48 g/cm3
Modulo elastico:
90 GPa
Resistenza meccanica a trazione (e fibra nuova):
4500 MPa
Allungamento percentuale a rottura:
5%

Fibra di Kevlar

Il materiale

Il kevlar, è una fibra sintetica aramidica inventata nel 1965 dalla DuPont. La sua caratteristica principale è la grande resistenza meccanica alla trazione, tanto che a parità di peso è 5 volte più resistente dell'acciaio. Il kevlar possiede anche una grande resistenza al calore e alla fiamma. Per le sue caratteristiche di resistenza viene utilizzato come fibra di rinforzo per la costruzione di giubbotti antiproiettile, di attrezzature per gli sport estremi, per componenti per aeroplani e più recentemente per le vele degli scafi da competizione.

Le proprietà

Modulo elastico:
83 GPa (Kevlar 29)
Resistenza meccanica a trazione (e fibra nuova):
186 GPa (Kevlar 189)
Allungamento percentuale a rottura:
2,8%
kevlar
kevlar
I monomeri ed i legami di idrogeno

Pelle & cuoio

Il materiale

Il cuoio ha caratteristiche di resistenza e soprattutto igieniche molto elevate che lo rendono particolarmente adatto alla produzione di molti manufatti di uso comune. È noto, ad esempio, che le calzature in cuoio favoriscono l'eliminazione della traspirazione e quindi evitano lo sviluppo di funghi, muffe ed altre patologie della pelle e del piede prodotte dal ristagno di umidità all'interno della calzatura. Analogamente per altri manufatti destinati all'abbigliamento umano. Si dice, infatti, che il cuoio "respira" in quanto si lascia attraversare dal vapor d'acqua emanato dal corpo umano.

Le proprietà

cuoio
Densità:
1 g/cm3
Modulo elastico:
0,2 GPa
Resistenza meccanica a trazione (e fibra nuova):
0,06 MPa