Qual è il problema con l'alluminio trasparente?

Sembra un tubo di vetro ma in realtà è di alluminio. Ebbene, l'alluminio con un asterisco accanto: non si tratta di alluminio elementare ma piuttosto di un materiale realizzato con esso.

Abbiamo scoperto l'argomento “alluminio trasparente” grazie a un Tweet da cui proviene l'immagine qui sopra. Questo Tweet è stato pubblicato da [Jo Pitesky], un ingegnere di sistemi scientifici presso il Jet Propulsion Lab di Pasadena. [Jo] ha riferito che in un recente open house sulla tecnologia JPL ha avuto la possibilità di maneggiare un tubo di materiale che assomiglia in tutto al mondo a una sezione di tubo di vetro, ma è stato pubblicizzato come alluminio trasparente. [Jo] ha twittato questo perché era un artefatto interessante con cui poche persone riescono a giocare e ha ragione, è affascinante!

Il materiale in sé è intrigante e ho subito avuto domande pratiche come: cos'è questa roba? Per cosa è buono? Come è fatto? Ed è davvero l’alluminio reso trasparente da qualche processo fantascientifico?

Come per molte cose nella vita, la risposta a questa domanda è: “Dipende”. In questo caso, dipende da come definisci l'alluminio. O più precisamente, dipende da quali sono le tue aspettative per un materiale che pretende di essere alluminio. Il vecchio alluminio normale è un metallo abbondante con tutte le proprietà attese dei metalli: elettricamente e termicamente conduttivo, duttile, malleabile e brillante. Puoi scioglierlo e modellarlo in forme utili, sbatterlo fino a formare un foglio di alluminio per avvolgere un panino o schiacciare una lattina vuota ricavata da esso contro la fronte, se ne hai voglia.

Se ti aspetti che l'alluminio trasparente abbia tutte queste proprietà, rimarrai deluso. Sebbene non identifichi il materiale in modo specifico, il materiale che [Jo] ha dovuto maneggiare molto probabilmente non era affatto un metallo, ma una ceramica chiamata ossinitruro di alluminio, composta da parti uguali di alluminio, ossigeno e azoto e nota con la formula chimica AlON.

Le ceramiche all'ossinitruro di alluminio esistono dagli anni '80, quindi non è affatto una novità. Per coincidenza, lo sviluppo di AlON era in corso più o meno nello stesso periodo in cui veniva prodotto Star Trek IV: Rotta verso la Terra; è dalla scena ormai classica di quel film in cui Scotty usa un mouse come microfono nel tentativo di scambiare la formula di "alluminio trasparente" con fogli di plexiglass che AlON e simili ceramiche trasparenti prendono il loro nome colloquiale.

Nonostante chiaramente non sia un metallo - e nemmeno un vetro; i vetri sono solidi amorfi, mentre le ceramiche sono cristalline: AlON e le altre ceramiche trasparenti sviluppate da allora hanno alcune proprietà sorprendenti. AlON, commercializzato con il nome poco creativo ALON dal suo produttore, Surmet Corporation, è prodotto mediante sinterizzazione. Gli ingredienti in polvere vengono versati in uno stampo, compattati sotto un'enorme pressione e cotti ad alte temperature per giorni. Il materiale traslucido risultante viene macinato e lucidato fino a renderlo trasparente prima dell'uso.

Oltre ad essere otticamente trasparente, ALON è anche estremamente resistente. I test dimostrano che un pannello laminato di ALON spesso 1,6″ può fermare un colpo di fucile calibro 50, cosa che nemmeno 3,7″ di vetro tradizionale “antiproiettile” non possono fare. ALON ha anche proprietà ottiche migliori rispetto al vetro normale nelle lunghezze d'onda degli infrarossi; dove la maggior parte degli occhiali assorbe l'IR, ALON è essenzialmente trasparente ad esso. Ciò rende ALON un'ottima scelta per le finestre sui missili a ricerca di calore e altre applicazioni IR.

Lo svantaggio è che ALON è costoso: nel mercato del vetro blindato, è circa 5 volte il prezzo del vetro laminato tradizionale. Ma presenta così tanti vantaggi, non ultimo la superiore resistenza ai graffi, che per alcune applicazioni è il materiale preferito. Ci sono buone probabilità che l’aumento della domanda del materiale riduca i costi, e potrebbe non passare molto tempo prima che il Gorilla Glass venga sostituito da schermi per smartphone in alluminio trasparente che potrebbero effettivamente danneggiare il pavimento se si lascia cadere il telefono.

Quindi, scusa Scotty, non esiste il metallo di alluminio trasparente. Ma ciò che chiamiamo alluminio trasparente è altrettanto affascinante e fantascientifico quanto sembra. La scienza dei materiali non è interessante? Se hai altri materiali interessanti come AlON che dovremmo approfondire, faccelo sapere nei commenti qui sotto.