materiale intelligente

materiale intelligente

materiale intelligènte locuz. sost. m. – Denominazione (dall'ingl. smart material) che si attribuisce a materiali funzionali (concepiti cioè per svolgere una funzione specifica) avanzati, la cui caratteristica comune sta nel fatto che, opportunamente stimolati dall'ambiente che li circonda, reagiscono tempestivamente in modo conveniente. Un m. i., pertanto, riceve, trasmette o processa uno stimolo e risponde producendo effetti utili a una certa funzione. Le stimolazioni possono essere provocate da campi di sforzi, campi di deformazioni (elastiche e plastiche), temperatura, agenti chimici, campi elettrici e magnetici, pressione idrostatica, radiazioni. A livello microscopico, la trasmissione o il processamento dello stimolo possono avvenire per es. mediante assorbimento di fotoni, reazioni chimiche, modificazioni della configurazione molecolare o microstrutturale (per es., movimento di dislocazioni o altri difetti cristallografici). Gli effetti utili che si producono possono essere variazioni di colore, di indice di rifrazione, deformazioni plastiche o elastiche, tensioni interne, variazioni di volume. Inoltre, tutte queste modificazioni sono reversibili. Esempi di m. i. non sono rari negli esseri viventi: tale è la pelle, costituita da uno strato di cellule che comandano la termoregolazione corporea e traducono in sensazioni tattili i nostri contatti con l'ambiente esterno. Le funzioni che possono essere svolte da tali materiali sono diverse, spesso molteplici (m. i. multifunzionali) e investono numerosi campi: elettronica molecolare, architettura e design, applicazioni mediche, industria delle vernici, settore tessile, aerospaziale, automobilistico, energetico. In partic., sono m. i. le vernici che proteggono un manufatto dalla corrosione e al tempo stesso contribuiscono a ridurre gli inquinanti ambientali; i tessuti idrorepellenti che, mentre proteggono dall’umidità, sono anche in grado di generare elettricità se esposti alla luce; le fibre polimeriche che, modificando con la temperatura la loro sensibilità all'umidità, consentono una migliore adattabilità termica e un ritiro reversibile (tra le applicazioni, le fasciature intelligenti, che con il sangue si contraggono e arrestano l'emorragia, mentre seccandosi si rilasciano); i materiali in grado di modificare con la temperatura le proprietà superficiali di idrofilicità e di solvatazione (superfici intelligenti); le finestre in grado di ridurre la trasmissione della luce e del colore per applicazione di una tensione elettrica. I m. i. possono essere organici o polimerici, ossidi inorganici, metalli, semiconduttori. Spesso, però, i risultati migliori si raggiungono combinando materiali diversi, per es. di tipo organico e inorganico (m. i. ibridi), per ottenere funzioni nuove rispetto a quelle di un singolo componente. I m. i. sono preparati mediante vari processi di sintesi chimica per via umida o da fase gassosa, per combinazione diretta di materiali già esistenti, o grazie a nuovi metodi preparativi che sfruttano fenomeni di autoassemblaggio. In base al tipo di stimolo esterno a cui reagiscono, possono essere, per es., piezoelettrici, elettrostrittivi e magnetostrittivi, elettroreologici e magnetoreologici, termosensibili, pH-sensibili, sensibili alla luce, a memoria di forma.