What is metallic glass? - Ashwini Bharathula

Cos'è il vetro metallico? - Ashwini Bharathula

Traduttore: Rossana Cantaffa Revisore: Gabriella D'Amico

Steel and plastic.

Acciaio e plastica.

These two materials are essential to so much of our infrastructure and technology,

Questi due materiali sono essenziali per le infrastrutture e la tecnologia

and they have a complementary set of strengths and weaknesses.

ed hanno punti di forza e debolezza complementari.

L'acciaio è resistente e duro,

Steel is strong and hard,

but difficult to shape intricately.

ma difficile da plasmare in forme complesse.

Mentre la plastica può assumere qualsiasi forma

While plastic can take on just about any form,

it's weak and soft.

ma è fragile e morbida.

So wouldn't it be nice if there were one material

Non sarebbe fantastico se esistesse un materiale

as strong as the strongest steel

forte come l'acciaio

and as shapeable as plastic?

e malleabile come la plastica?

Well, a lot of scientists and technologists

Beh, molti scienziati e tecnologi

are getting excited about a relatively recent invention called metallic glass

sono entusiasti per un'invenzione relativamente recente

di nome vetro metallico,

che possiede entrambe queste proprietà, e molte altre.

with both of those properties, and more.

I vetri metallici appaiono brillanti e opachi, come i metalli,

Metallic glasses look shiny and opaque, like metals,

and also like metals, they conduct heat and electricity.

e come questi, conducono calore ed elettricità.

Ma sono molto più resistenti della maggior parte dei metalli,

But they're way stronger than most metals,

which means they can withstand a lot of force

per cui possono sopportare grandi pesi

senza deformarsi o ammaccarsi,

without getting bent or dented,

making ultrasharp scalpels,

diventare bisturi super affilati

e rivestimenti ultra resistenti per l'elettronica,

and ultrastrong electronics cases,

hinges,

cardini,

screws;

viti

the list goes on.

e la lista è lunga.

Metallic glasses also have an incredible ability

I vetri metallici hanno anche un'incredibile capacità

to store and release elastic energy,

di immagazzinare e rilasciare energia elastica,

which makes them perfect for sports equipment,

il che li rende perfetti per le attrezzature sportive,

come le racchette da tennis,

like tennis racquets,

golf clubs,

le mazze da golf

and skis.

e gli sci.

They're resistant to corrosion,

Sono resistenti alla corrosione

and can be cast into complex shapes with mirror-like surfaces

e possono assumere forme complesse con superfici a specchio

in a single molding step.

in un solo passaggio di plasmatura.

Despite their strength at room temperature,

Nonostante la loro forza a temperatura ambiente,

if you go up a few hundred degrees Celsius,

quando si sale di qualche centinaio di gradi Celsius,

they soften significantly,

si ammorbidiscono sensibilmente

and can be deformed into any shape you like.

e possono essere deformati in qualsiasi forma a piacere.

Cool them back down,

Una volta raffreddatisi,

and they regain the strength.

riguadagnano la loro resistenza.

So where do all of these wondrous attributes come from?

Da dove vengono tutte queste fantistiche proprietà?

In sostanza, dipendono dalla unicità della struttura atomica del vetro metallo

In essence, they have to do with metallic glass' unique atomic structure.

Most metals are crystalline as solids.

La maggior parte dei metalli solidi è composta di cristalli.

That means that if you zoomed in close enough to see the individual atoms,

Se si potessero osservare da vicino i singoli atomi di questi,

they'd be neatly lined up in an orderly, repeating pattern

essi sarebbero perfettamente allineati in uno schema ordinato e ripetitivo

that extends throughout the whole material.

che si estende per tutto il materiale.

Ice is crystalline,

Il ghiaccio è composto da cristalli,

and so are diamonds,

e così come i diamanti

e il sale.

and salt.

Se si riscaldano questi materiali

If you heat these materials up enough and melt them,

tanto da fonderli

the atoms can jiggle freely and move randomly,

gli atomi oscillano liberamente

e si muovono a caso,

but when you cool them back down,

ma quando si raffreddano,

the atoms reorganize themselves,

gli atomi si riorganizzano,

reestablishing the crystal.

ricostituendo il cristallo.

But what if you could cool a molten metal so fast

Che accadrebbe se si potesse raffreddare un metallo fuso così velocemente

that the atoms couldn't find their places again,

da impedire agli atomi di ritornare nella stessa posizione

così che il materiale sia solido

so that the material was solid,

but with the chaotic, amorphous internal structure of a liquid?

ma con la caotica e amorfa struttura interna di un liquido?

That's metallic glass.

Il vetro metallico è questo.

Questa struttura ha il vantaggio di non avere i "bordi di grano"

This structure has the added benefit of lacking the grain boundaries

that most metals have.

che molti metalli possiedono.

Those are weak spots where the material is more susceptible to scratches

Questi sono punti deboli che rendono i metalli suscettibile a graffi

or corrosion.

o corrosione.

The first metallic glass was made in 1960 from gold and silicon.

Il primo vetro metallico venne creato nel 1960 unendo oro e silicone.

It wasn't easy to make.

Non fu facile crearlo.

Because metal atoms crystallize so rapidly,

Poiché gli atomi dei metalli cristallizzano rapidamente,

scientists had to cool the alloy down incredibly fast,

gli scienziati dovettero raffreddare la lega ancora più velocemente,

a million degrees Kelvin per second,

un milione di gradi Kelvin al secondo,

by shooting tiny droplets at cold copper plates,

bombardandola con minuscole goccioline di rivestimento di rame freddo,

or spinning ultrathin ribbons.

o centrifugando nastri ultrasottili.

At that time, metallic glasses could only be tens or hundreds of microns thick,

All'epoca, i vetri metallici erano spessi solo decine o centinaia di micron,

which was too thin for most practical applications.

insufficienti per qualsiasi tipo di applicazione.

But since then, scientists have figured out

Ma da allora, gli scienziati hanno intuito

that if you blend several metals that mix with each other freely,

che se si combinano metalli che si mescolano tra loro liberamente,

but can't easily crystallize together,

ma che non cristallizzano insieme facilmente,

usually because they have very different atomic sizes,

solitamente per la differente grandezza degli atomi,

the mixture crystallizes much more slowly.

il miscuglio cristallizza molto più lentamente.

That means you don't have to cool it down as fast,

Perciò non c'è bisogno di raffreddarlo così velocemente

e il metallo può essere più spesso,

so the material can be thicker,

centimeters instead of micrometers.

di centimetri, invece che micrometri.

These materials are called bulk metallic glasses, or BMGs.

Questi materiali sono chiamati "bulk metallic glasses", o BMGs.

Now there are hundreds of different BMGs,

Ora che esistono centinaia di differenti BMG,

so why aren't all of our bridges and cars made out of them?

perché i nostri ponti e le auto non sono di questo metallo?

Many of the BMGs currently available are made from expensive metals,

Molti dei BMGs disponibili al momento contengono metalli costosi,

like palladium and zirconium,

come il palladio e lo zirconio,

and they have to be really pure

e devono essere totalmente puri

because any impurities can cause crystallization.

perché qualsiasi impurità può provocarne la cristallizzazione.

So a BMG skyscraper or space shuttle would be astronomically expensive.

Un grattacielo o uno shuttle di BMG costerebbe cifre astronomiche

And despite their strength,

E nonostante la loro durezza,

they're not yet tough enough for load-bearing applications.

non sono ancora abbastanza resistenti da essere usati in applicazioni portanti.

Sottoposti a molte sollecitazioni, possono rompersi all'improvviso,

When the stresses get high, they can fracture without warning,

which isn't ideal for, say, a bridge.

il che non è l'ideale per un ponte, per esempio.

But when engineers figure out how to make BMGs from cheaper metals,

Ma quando gli ingegneri capiranno come produrre BMG da metalli più economici

e come renderli più resistenti,

and how to make them even tougher,

per l'impiego di questi super materiali non ci saranno limiti .

for these super materials,

the sky's the limit.