I metamateriali sono materiali strutturati artificialmente con proprietà straordinarie non facilmente riscontrabili in natura. Grazie a geometrie tridimensionali (3D) ingegnerizzate su scala micro e nanometrica, questi materiali architettonici raggiungono proprietà meccaniche e fisiche uniche, superando le capacità dei materiali convenzionali.
di Sara Bagherifard
I metamateriali sono emersi nell’ultimo decennio come una soluzione promettente alle nuove sfide ingegneristiche. Sebbene questi materiali presentino proprietà meccaniche e funzionali uniche, il loro vero potenziale rimane ancora inesplorato a causa di varie sfide nella progettazione, nella fabbricazione e nella caratterizzazione. Miglioramenti e scalabilità in questo campo potrebbero trasformare una vasta gamma di settori, dagli impianti biomedici alle attrezzature sportive, dall’automotive all’aerospaziale, fino all’elettronica e all’energia.
Le prospettive dei metamateriali secondo l’MIT
In un articolo pubblicato recentemente sulla rivista Nature Materials, scienziati del MIT discutono le principali difficoltà, le opportunità e le future applicazioni nel campo dei metamateriali meccanici. L’articolo sottolinea che il futuro del settore richiede innovazione nella fabbricazione di questi materiali su diverse gamme di lunghezza, dal nano al macro, e progressi nella loro analisi su una varietà di scale temporali, dalla deformazione lenta all’impatto dinamico con alti livelli di deformazione, richiedendo collaborazione interdisciplinare.
Questo articolo propone una “roadmap” per accelerare la scoperta di materiali architettonici con proprietà programmabili grazie alla combinazione sinergica di esperimenti avanzati e capacità computazionali, sfruttando le tecniche emergenti dell’intelligenza artificiale per il loro design e ottimizzazione. Esperimenti dedicati dovrebbero essere progettati per generare ampi set di dati utili all’implementazione di modelli basati sull’intelligenza artificiale, accelerando la scoperta e la messa a punto di metamateriali con proprietà uniche.
Sviluppare strumenti ad alta fedeltà e non distruttivi per imporre condizioni reali e fornire la possibilità di monitoraggio e diagnosi in situ garantirà maggiore affidabilità ai sistemi ingegneristici. A lungo termine, si prevede che la soluzione di alcune delle problematicità esistenti per i materiali architettonici consentirà la loro ampia applicazione e accessibilità, rivoluzionando il modo in cui pensiamo ai materiali.
