WEBVTT

00:00:06.430 --> 00:00:08.415
Acciaio e plastica.

00:00:08.415 --> 00:00:13.273
Questi due materiali sono essenziali
per le infrastrutture e la tecnologia

00:00:13.273 --> 00:00:16.779
ed hanno punti di forza e
debolezza complementari.

00:00:16.779 --> 00:00:18.750
L'acciaio è resistente e duro,

00:00:18.750 --> 00:00:20.849
ma difficile da plasmare 
in forme complesse.

00:00:20.849 --> 00:00:23.755
Mentre la plastica può 
assumere qualsiasi forma

00:00:23.755 --> 00:00:26.072
ma è fragile e morbida.

00:00:26.072 --> 00:00:28.424
Non sarebbe fantastico 
se esistesse un materiale

00:00:28.424 --> 00:00:30.776
forte come l'acciaio

00:00:30.786 --> 00:00:33.297
e malleabile come la plastica?

00:00:33.537 --> 00:00:36.092
Beh, molti scienziati 
e tecnologi

00:00:36.092 --> 00:00:39.009
sono entusiasti per un'invenzione 
relativamente recente

00:00:39.009 --> 00:00:40.839
di nome vetro metallico,

00:00:40.839 --> 00:00:43.860
che possiede entrambe queste proprietà,
e molte altre.

00:00:43.860 --> 00:00:47.619
I vetri metallici appaiono brillanti e 
opachi, come i metalli,

00:00:47.619 --> 00:00:50.500
e come questi,
conducono calore ed elettricità.

00:00:50.500 --> 00:00:53.410
Ma sono molto più resistenti 
della maggior parte dei metalli,

00:00:53.410 --> 00:00:55.821
per cui possono sopportare
grandi pesi

00:00:55.821 --> 00:00:58.069
senza deformarsi o ammaccarsi,

00:00:58.069 --> 00:00:59.963
diventare bisturi
super affilati

00:00:59.963 --> 00:01:02.323
e rivestimenti ultra resistenti
per l'elettronica,

00:01:02.323 --> 00:01:03.089
cardini,

00:01:03.089 --> 00:01:04.132
viti

00:01:04.132 --> 00:01:05.542
e la lista è lunga.

00:01:05.542 --> 00:01:08.099
I vetri metallici hanno anche
un'incredibile capacità

00:01:08.099 --> 00:01:10.465
di immagazzinare e rilasciare
energia elastica,

00:01:10.465 --> 00:01:12.983
il che li rende perfetti
per le attrezzature sportive,

00:01:12.983 --> 00:01:14.508
come le racchette da tennis,

00:01:14.508 --> 00:01:15.508
le mazze da golf


00:01:15.508 --> 00:01:16.700
e gli sci.

00:01:16.700 --> 00:01:18.219
Sono resistenti alla corrosione

00:01:18.219 --> 00:01:22.375
e possono assumere forme complesse
con superfici a specchio

00:01:22.375 --> 00:01:24.539
in un solo passaggio di plasmatura.

00:01:24.539 --> 00:01:26.782
Nonostante la loro forza a
temperatura ambiente,

00:01:26.782 --> 00:01:29.302
quando si sale di qualche centinaio 
di gradi Celsius,

00:01:29.302 --> 00:01:31.062
si ammorbidiscono sensibilmente

00:01:31.062 --> 00:01:34.224
e possono essere deformati 
in qualsiasi forma a piacere.

00:01:34.224 --> 00:01:35.832
Una volta raffreddatisi,

00:01:35.832 --> 00:01:38.278
riguadagnano la loro resistenza.

00:01:38.278 --> 00:01:40.938
Da dove vengono 
tutte queste fantistiche proprietà?

00:01:40.938 --> 00:01:45.299
In sostanza, dipendono dalla unicità della
struttura atomica del vetro metallo

00:01:45.299 --> 00:01:48.214
La maggior parte dei metalli solidi
è composta di cristalli.

00:01:48.214 --> 00:01:52.278
Se si potessero osservare da vicino
i singoli atomi di questi,

00:01:52.278 --> 00:01:56.024
essi sarebbero perfettamente allineati
in uno schema ordinato e ripetitivo

00:01:56.024 --> 00:01:58.057
che si estende per tutto il materiale.

00:01:58.057 --> 00:01:59.721
Il ghiaccio è composto
da cristalli,

00:01:59.721 --> 00:02:00.911
e così come i diamanti

00:02:00.911 --> 00:02:01.622
e il sale.

00:02:01.622 --> 00:02:03.202
Se si riscaldano questi materiali

00:02:03.202 --> 00:02:04.670
tanto da fonderli

00:02:04.670 --> 00:02:06.240
gli atomi oscillano liberamente

00:02:06.240 --> 00:02:07.985
e si muovono a caso,

00:02:07.985 --> 00:02:09.560
ma quando si raffreddano,

00:02:09.560 --> 00:02:11.477
gli atomi si riorganizzano,

00:02:11.477 --> 00:02:13.511
ricostituendo il cristallo.

00:02:13.631 --> 00:02:17.099
Che accadrebbe se si potesse raffreddare
un metallo fuso così velocemente

00:02:17.099 --> 00:02:19.855
da impedire agli atomi di 
ritornare nella stessa posizione

00:02:19.855 --> 00:02:22.074
così che il materiale sia solido

00:02:22.074 --> 00:02:26.056
ma con la caotica e amorfa
struttura interna di un liquido?

00:02:26.056 --> 00:02:27.926
Il vetro metallico è questo.

00:02:27.926 --> 00:02:31.579
Questa struttura ha il vantaggio
di non avere i "bordi di grano"

00:02:31.579 --> 00:02:33.432
che molti metalli possiedono.

00:02:33.432 --> 00:02:36.884
Questi sono punti deboli che rendono
i metalli suscettibile a graffi

00:02:36.884 --> 00:02:38.613
o corrosione.

00:02:38.613 --> 00:02:43.214
Il primo vetro metallico venne creato
nel 1960 unendo oro e silicone.

00:02:43.214 --> 00:02:44.787
Non fu facile crearlo.

00:02:44.787 --> 00:02:47.415
Poiché gli atomi dei metalli
cristallizzano rapidamente,

00:02:47.415 --> 00:02:51.405
gli scienziati dovettero raffreddare
la lega ancora più velocemente,

00:02:51.405 --> 00:02:54.267
un milione di gradi Kelvin al secondo,

00:02:54.267 --> 00:02:57.566
bombardandola con minuscole goccioline
di rivestimento di rame freddo,

00:02:57.566 --> 00:03:00.477
o centrifugando nastri ultrasottili.

00:03:00.477 --> 00:03:05.640
All'epoca, i vetri metallici erano
spessi solo decine o centinaia di micron,

00:03:05.640 --> 00:03:08.657
insufficienti per qualsiasi 
tipo di applicazione.

00:03:08.657 --> 00:03:10.715
Ma da allora, gli scienziati
hanno intuito

00:03:10.715 --> 00:03:14.318
che se si combinano metalli
che si mescolano tra loro liberamente,

00:03:14.318 --> 00:03:16.659
ma che non cristallizzano insieme
facilmente,

00:03:16.659 --> 00:03:19.701
solitamente per la differente
grandezza degli atomi,

00:03:19.701 --> 00:03:22.615
il miscuglio cristallizza 
molto più lentamente.

00:03:22.615 --> 00:03:25.265
Perciò non c'è bisogno di 
raffreddarlo così velocemente

00:03:25.265 --> 00:03:27.286
e il metallo può essere più spesso,

00:03:27.286 --> 00:03:30.216
di centimetri, invece che micrometri.

00:03:30.236 --> 00:03:34.175
Questi materiali sono chiamati
"bulk metallic glasses", o BMGs.

00:03:34.375 --> 00:03:37.042
Ora che esistono centinaia
di differenti BMG,

00:03:37.042 --> 00:03:40.109
perché i nostri ponti e le auto
non sono di questo metallo?

00:03:40.109 --> 00:03:44.249
Molti dei BMGs disponibili al momento
contengono metalli costosi,

00:03:44.249 --> 00:03:46.427
come il palladio e lo zirconio,

00:03:46.427 --> 00:03:48.022
e devono essere totalmente
puri

00:03:48.022 --> 00:03:51.134
perché qualsiasi impurità
può provocarne la cristallizzazione.

00:03:51.134 --> 00:03:56.376
Un grattacielo o uno shuttle di BMG
costerebbe cifre astronomiche

00:03:56.376 --> 00:03:57.776
E nonostante la loro durezza,

00:03:57.776 --> 00:04:01.659
non sono ancora abbastanza resistenti
da essere usati in applicazioni portanti.

00:04:01.769 --> 00:04:05.042
Sottoposti a molte sollecitazioni,
possono rompersi all'improvviso,

00:04:05.042 --> 00:04:08.016
il che non è l'ideale per 
un ponte, per esempio.

00:04:08.116 --> 00:04:11.985
Ma quando gli ingegneri capiranno come
produrre BMG da metalli più economici

00:04:11.985 --> 00:04:13.978
e come renderli più resistenti,

00:04:13.978 --> 00:04:17.146
per l'impiego di questi super materiali
non ci saranno limiti .