Sbloccati 900 super-materiali destinati ad ambienti estremi

Sono 900 i super-materiali destinati ad ambienti estremi ,come lo spazio o i reattori nucleari, ‘sbloccati’ grazie a una formula matematica: il gruppo di ricerca guidato dalla statunitense Duke University, con il contributo dell’Istituto di Nanoscienze del Consiglio Nazionale delle Ricerche di Modena, ha messo a punto un algoritmo in grado di scoprire in modo molto più rapido nuovi materiali, capirne le proprietà e, soprattutto, prevedere quelli effettivamente realizzabili, un risultato pubblicato sula rivista Nature.

Tali materiali saranno alla base di batterie e dispositivi elettronici resistenti a temperature di migliaia di gradi o a radiazioni intense, che troveranno applicazione nell’industria aerospaziale, nelle telecomunicazioni satellitari e nel settore dell’energia.

Estremamente stabili e performanti in ambienti estremi, i materiali noti come ‘ceramiche ad alta entropia’ hanno enormi potenzialità, ma la loro scoperta è limitata da processi sperimentali lunghi e costosi. “Le ceramiche ad alta entropia sono leghe composte da una miscela disordinata di molti elementi chimici, con centinaia di migliaia di possibili combinazioni che influenzano la sintesi e le proprietà del materiale”, osserva Arrigo Calzolari di Duke University e Cnr-Nano, co-autore dello studio coordinato da Stefano Curtarolo dell’ateneo americano.

“Esplorare sperimentalmente tutte queste potenziali ricette diventa praticamente impossibile. Il nostro approccio – aggiunge Calzolari – accelera notevolmente la scoperta di materiali da utilizzare in ambienti estremi, in cui servono eccezionali proprietà strutturali, termiche, chimiche e ottiche”. Nella sua prima dimostrazione, effettuata durante lo studio che vede come primo firmatario Simon Divilov, il sistema ha già previsto la fattibilità di 900 nuovi materiali, 17 dei quali sono stati poi effettivamente prodotti e testati in laboratorio. E questi sono solo i primi che potranno essere realizzati grazie al nuovo metodo chiamato Deed (Disordered Enthalpy-Entropy Descriptor).