I materiali da costruzione in edilizia: materiali innovativi

Materiali innovativi per l’edilizia

Vengono così definite le ceramiche, le leghe metalliche o i polimeri che vengono progettati e realizzati su misura, per rispondere a specifiche esigenze di costruzione. Più che per la loro nascita relativamente recente, questi materiali si differenziano dagli altri per la loro straordinaria funzionalizzazione: spesso per la loro realizzazione, infatti, la loro stessa struttura chimica e fisica viene modificata per permetterne un’elevazione delle prestazioni.

Origine

Questi materiali ‘avanzati’ spesso nascono dalle caratteristiche e continue spinte all’innovazione proprie di altri settori tecnologici, come ad esempio gli ambiti aeronautici, automobilistici o biomedici. Questi settori sono infatti caratterizzati dalla ricerca di materiali con prestazioni sempre migliori, indispensabili per la creazione di sistemi e prodotti dalla massima efficienza. Essendo l’edilizia un settore in cui l’innovazione penetra molto più lentamente, sia da un punto di vista prettamente industriale che di architettura, questi materiali per poter entrare nell’uso comune devono essere sottoposti a specifici processi che li adattino a nuove condizioni d’uso e ne verifichino le prestazioni. Altri ostacoli alla loro diffusione possono essere le difficoltà tecniche nell’impiego e l’assenza di specifiche norme che ne regolino l’uso.

Sviluppi

I recenti traguardi nel campo della chimica hanno modificato sensibilmente il rapporto tra l’uomo e le diverse materie da cui è circondato, permettendogli addirittura di intervenire a livello molecolare sulle composizioni atomiche, per arrivare alla creazione di nuovi materiali definiti ‘a complessità gestita’. In questi nuovi prodotti le impurità e le anistropie diventano dei punti di forza, appositamente creati per ottenere determinate prestazioni.
La composizione materia di un oggetto cede il passo alle sue potenzialità prestazionali, cambiando radicalmente il modo in cui l’uomo si è sempre rapportato al mondo che lo circondava: le materie di recente generazione non possono essere classificate secondo i ‘vecchi’ parametri proprio per via delle loro innovative potenzialità e dei loro comportamenti spesso imprevedibili.
Questi nuovi materiali infatti ci appaiono spesso come eterogenei e non sempre facilmente classificabili con i criteri tradizionali perché l’elemento che li caratterizza non deriva dalle proprietà del materiale stesso ma dalle sue proprietà originali ed estranee, che vanno ad incrementare il loro contributo informativo con interventi su scale dimensionali differenziate.

Oggi possiamo intervenire su un prodotto su molteplici livelli, che vanno a modificare la sua scala dimensionale in base alla proprietà che vogliamo che abbia. Ad esempio, un intervento a livello atomico può modificare le sue proprietà generali, quelle che distinguono le tre famiglie di prodotti polimerici, metallici e ceramici. Intervenendo invece sulla distribuzione spaziale degli atomi e sull’intensità di questi legami si può variarne lo stato di aggregazione, ad esempio da solido, a liquido e a gassoso; questo avviene principalmente nel caso della realizzazione di nuove leghe metalliche o di materiali ceramici con prestazioni specifiche molto elevate.È la microstruttura di un materiale, infatti, a definirne le proprietà fisiche e meccaniche, mentre è la macrostruttura che ci permette di modificarne e le funzionalità.

Caratteristiche e proprietà

Spesso questi materiali presentano un’ottimizzazione delle proprietà rispetto ai materiali edilizi cosiddetti comuni per rispondere a precise esigenze di impiego. Le loro prestazioni sono spesso variabili, controllabili e selezionabili. Le loro caratteristiche fisiche e chimiche possono essere modificate per raggiungere proprietà e prestazioni innovative, che non erano mai state raggiunte, né tantomeno considerate, negli anni passati.
La differenza fondamentale rispetto ai materiali impiegati tradizionalmente, infatti, sta proprio nelle prestazioni; spesso materiali di uso comune che vengono ‘innovati’ nelle prestazioni (ad esempio nei calcestruzzi) possono essere considerati materiali avanzati. Anche specifici processi di produzione o di sintesi di un dato materiale possono andare a identificare certi tipi di materiale avanzato, come nel caso dei materiali nanostrutturati, che nascono dall’accoppiamento su scala nanometrica di 2 materiali o più.

Continua...

I materiali da costruzione in edilizi (pg 1): cenni storici

I materiali da costruzione in edilizia (pg 2): la scelta del materiale

I materiali da costruzione in edilizia (pg 3): tipologie

I materiali da costruzione in edilizia (pg 4): materiali innovativi

I materiali da costruzione in edilizia (pg 5): tipologie di materiale avanzato

I materiali da costruzione in edilizia (pg 6): elenco dei materiali avanzati

I materiali da costruzione in edilizia (pg 7): prodotti lapidei

I materiali da costruzione in edilizia (pg 8): materiali metallici

I materiali da costruzione in edilizia (pg 9): materiali polimerici