BATTERIE DAL POLISTIROLO

 Innovazioni, Materiali
Giu 122019
 

L’ennesima soluzione per realizzare batterie ecologiche, a basso costo e durature giunge dai ricercatori dell’Università americana di Purdue, nell’Indiana i quali hanno presentato i risultati di una loro ricerca piuttosto singolare.

Gli scienziati sono partiti da un materiale poco riciclabile ma altamente inquinante come il polistirolo, le palline bianche che servono per imballaggio e per l’isolamento. Solo per il 10% viene riciclato mentre il resto finisce nelle discariche con gravi problemi per lo smaltimento e soprattutto per l’ambiente, vista la quantità di sostanze chimiche contenute in questo materiale capace di provocare grave inquinamento all’ecosistema.

Con la loro ricerca, gli scienziati Vinodkumar Etacheri e i ricercatori guidati da Vilas Pol, sono riusciti a trasformare questo materiale da imballaggio in micro fogli e nano-particelle di carbonio e li hanno testati come anodi delle batterie all’ioni di litio ricaricabili. Il risultato è stato incredibile. Questi elettrodi sono risultati migliori di quelli attualmente in commercio realizzati in grafite.

Utilizzo di questo materiale porterebbe con sé due vantaggi: da un lato eliminare materiale inquinante riciclandolo al 100%, dell’altro realizzare batterie altamente efficienti. Gli studi sono talmente a buon punto che, molto probabilmente, queste batterie potrebbero arrivare già sul mercato tra meno di due anni.

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UN CENTAURO ROBOT CI SALVERA’

 Innovazioni
Giu 112019
 

Molti ricorderanno il centauro, la figura mitologica costituita dal corpo di un cavallo e da un tronco umano uniti insieme. A distanza di secoli è questo il nome di un progetto europeo per la realizzazione di un nuovo robot dotato di un corpo animale con quattro zampe e un torso dalle sembianze umane comandato a distanza da un operatore come negli scenari dei film di fantascienza. Il progetto mira a realizzare robot capaci di agire in scenari catastrofici o in situazioni dove l’essere umano non può agire in sicurezza. Il progetto vede coinvolti due dei centri di eccellenza italiani quali la Scuola Superiore Sant’Anna di Pisa e l’Istituto Italiano di Tecnologia di Genova.

La necessità di creare robot capaci di intervenire in area disastrate o pericolose è un’esigenza già sentita e da tempo, diversi paesi sono in gara per realizzare robot di questo tipo; si pensi ad esempio ai robot di produzione americana utilizzati dopo l’incidente della centrale nucleare di Fukushima in Giappone e quelli utilizzati per cercare i feriti tra le macerie delle torri gemelle dopo l’attentato dell’11 settembre 2001.

Molti sono gli ostacoli finora affrontati nella realizzazione di un siffatto robot. Innanzitutto la difficoltà a muoversi in un ambiente pensato agli essere umani dove potrebbe essere necessario aprire una porta, spostare un oggetto, muoversi in scarsa illuminazione o tra le macerie, ostacoli che, per un robot tradizionale, possono diventare insormontabili.

Idea di realizzare un robot con sembianze umane almeno per una parte, dovrebbe rendere questo centaurocapace di compiere azioni molto più simili a quelle umane, quindi, molto più sofisticate. E’ pensato per poter scavare tra le macerie, salire e scendere rampe di scale per cui sarà dotato di gambe e ruote in grado di fargli compiere quest’azione e attuare azioni anche molto complesse in totale autonomia, come ad esempio collegare dei tubi, chiudere valvole e saldare elementi spezzati. Per risolvere parte di questi problemi l’idea utilizzata per il centauroè completamente diversa da quella di altri robot. L’interazione con l’uomo è sostanziale. L’uomo non si limiterà a comandarlo a distanza, come in simbiosi con la macchina, ma attraverso dei particolari sensori percepirà le sensazioni fisiche che il robot in campo sta ricevendo. In pratica l’operatore indosserà un esoscheletro, molto simile a quello visto nello scontro finale con l’alieno nel film Alien2, e grazie a questo, l’operatore riceverà come feedback il ritorno di forza e le sensazioni tattili, che gli consentiranno di agire e lavorare a distanza come se fosse sul posto per compiere azioni anche molto delicate.

Un altro problema potrebbe essere quello della interruzione della linea, la lentezza nella trasmissione del segnale o ritorni con interruzioni o ritardi. Per questo si sta pensando di sviluppare dei sistemi di controllo capaci di garantire un segnale puntuale e fedele e che, la trasmissione sia sempre della massima qualità. Per ora centauro è solo un progetto ma molto presto, superati i test sul campo, questo potrebbe diventare una realtà ed entrare a far parte della nostra quotidianità.

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PDK LA PLASTICA TOTALMENTE RICICLABILE

 Innovazioni, Materiali
Giu 052019
 

Il problema plastica oramai è universalmente noto. È un materiale non biodegradabile ottenuto da idrocarburi come il petrolio, che immesso nell’ambiente lo inquina in maniera permanente. Soprattutto i mari sono oggetto di un grave inquinamento perché la plastica in mare si decompone molto lentamente inquinandone la superficie e i fondali, ma una volta che si disgrega in frammenti piccolissimi viene ingerita dai pesci dei quali, poi, noi ci nutriamo assumendone indirettamente durante l’alimentazione.

Molte sono le ricerche in corso per trovare una soluzione alla plastica e anche le nazioni si stanno muovendo in questa direzione; è di pochi giorni fa, la decisione della Comunità Europea di eliminare entro il 2021 la plastica monouso causa maggiore di inquinamento dei mari e del pianeta in generale.

Una soluzione interessante sembra giungere dai ricercatori del Dipartimento dell’energia degli Stati Uniti d’America, lo United States Department of Energy, dal Lawrence Berkeley National Laboratory dove è stato creato un nuovo materiale plastico totalmente riciclabile denominato poly-diketoenamine o PDK.

La caratteristica incredibile di questo nuovo materiale, è quella di poter essere smontato a livello molecolare per poi essere ricomposto per formare oggetti diversi con nuove tessiture, colori, forme, infinite volte senza perdita di prestazioni e qualità. 

Normalmente le molecole dei materiali plastici nascono da cosiddetti monomeri, ossia molecole molto semplici capaci in determinate condizioni fisiche, calore e pressione o altro, di legarsi insieme con altri monomeri a formare molecole anche molto complesse chiamate polimeri. Queste sostanze, però, una volta utilizzate non possono più essere riutilizzate per cui finiscono necessariamente in discarica con ulteriore inquinamento.

I monomeri di PDK, possono invece essere completamente separati dai loro additivi immergendolo oggetto in una soluzione particolarmente acida. Quindi, in questo nuovo materiale i legami immutabili delle plastiche convenzionali, vengono tramutati in legami reversibili che fanno sì che il materiale possa essere più e più volte riciclato in modo molto efficace e senza nuovo inquinamento.

Per cui, qualunque oggetto realizzato in PDK può essere scomposto e ricomposto in qualunque altro oggetto cambiando, di conseguenza, la forma, il colore, le proprietà e senza mai dover gettare l’oggetto nella discarica.

Adesso, partendo da questa nuova scoperta, i ricercatori stanno lavorando su varianti che consentano di realizzare una vasta gamma di prodotti derivati dal PDK con proprietà termiche, meccaniche, fisiche e chimiche differenti, così da poter utilizzare questo nuovo materiale, totalmente riciclabile, in ogni possibile campo di applicazione.

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