Il mondo della vernice del futuro

I tempi stanno cambiando e il lavoro con i microscopi tradizionali è stato a lungo dimenticato nei laboratori avanzati. Oggi la parola nanotecnologia è presente in ogni angolo della vita quotidiana. Che cos'è e per che cosa può essere utilizzata?

Prima di tutto, la nanotecnologia permette di creare strutture a livello atomico o molecolare. Si tratta di un approccio relativamente nuovo che si riferisce alla comprensione e al miglioramento delle proprietà della materia su scala ‘nano’ nanometrica (un miliardesimo di metro). Ma quanto sono grandi questi oggetti? Lo si può capire confrontando un capello umano, che è 1000 volte più spesso, con la nano struttura che gli sta accanto. Consideriamo perché i ricercatori si sono concentrati così tanto su elementi così piccoli, che non dovrebbero essere importanti.

Le nanotecnologie si stanno diffondendo sempre di più e hanno un enorme potenziale, che presto si tradurrà in una rivoluzione in molti settori della nostra vita. La manipolazione a livello molecolare detta chiaramente la direzione che i futuri nano-prodotti (comprese le vernici) prenderanno negli anni a venire. La nanotecnologia ha contribuito allo sviluppo di rivestimenti specializzati noti come ‘rivestimenti intelligenti’. Questi includono, tra gli altri:

• La vernice autorigenerante per verniciature esterne, utilizzata da diversi anni per verniciare le navette spaziali SpaceX e i razzi inviati alla stazione spaziale internazionale. Attualmente, nell'industria automobilistica, tali vernici si trovano sulle auto di alta gamma.

• Materiali di rivestimento mimetico per l'industria degli armamenti, il cui uso è visibile in molti prototipi di nuove attrezzature militari. Purtroppo, la durata di questo tipo di rivestimento è attualmente il problema principale.

• I rivestimenti che segnalano le perdite del sistema e altri malfunzionamenti saranno utilizzati, a lungo termine, non solo nei sistemi di costruzione ma anche nell'industria automobilistica, rendendo molto più veloce e facile l'individuazione delle perdite.

• I rivestimenti che reagiscono in modo specifico alle fluttuazioni di temperatura, come i rivestimenti termici, sono già disponibili e il loro utilizzo nell'industria automobilistica, soprattutto nel tuning, sta diventando standard.

• Il termine ‘smart coatings’ si riferisce anche alle vernici con proprietà antibatteriche, che utilizzano particelle di nanosilver. Questi materiali sono talvolta descritti come ‘rivestimenti funzionali’ per la loro funzione - in questo caso, antibatterica. Le nanoparticelle di alcune cariche (tra cui la silice) aumentano la resistenza meccanica delle vernici per legno, mentre gli ossidi metallici di dimensioni nanometriche proteggono le superfici verniciate dai raggi UV e forniscono buone proprietà anticorrosione. Nella produzione di vernici, i prodotti nanotecnologici sono utilizzati anche come legante, che aumenta l'adesione al substrato e garantisce un eccellente riempimento dei pori del substrato stesso.

Pittura auto autopulente

Per esempio, le nanoparticelle di argento hanno un effetto battericida e fungicida molto più forte dell'argento in forma macro o micro, e la loro efficacia aumenta proporzionalmente alla riduzione delle dimensioni delle particelle (più piccole sono le particelle, più grande è la superficie attiva). Le aziende automobilistiche tedesche e giapponesi sono favorevoli a questa soluzione tecnologica. Sono in corso ricerche sull'uso di rivestimenti simili nei trasporti pubblici.

Le superfici autopulenti e antibatteriche possono fare miracoli di fronte a città in continua crescita (Tokyo conta già 38 milioni di abitanti). I rivestimenti sono prodotti con materiali organici e inorganici, nonché con moderni materiali artificiali come i compositi e i metamateriali.

Anche se recentemente sono state sviluppate su larga scala nuove tecnologie per la produzione di rivestimenti funzionali, spesso sono adatte solo per l'uso in laboratorio e non possono essere applicate a grandi superfici. La sfida per i tecnologi sarà quindi quella di adattare questi metodi alle esigenze dell'industria, in modo che gli strati funzionali possano essere applicati a oggetti di qualsiasi dimensione.

Un altro problema di questo tipo di rivestimento è l'interferenza indesiderata tra i singoli strati applicati alle superfici verniciate. Possiamo vedere che c'è ancora molta strada da fare prima di avere prodotti che soddisfino tutte le aspettative.

A volte, quotidianamente, vediamo prodotti di cui non sempre apprezziamo le proprietà. Ad esempio, possiamo fare in modo che la vernice della nostra auto sia almeno un po' ‘autopulente’. Basta applicare la cera (ad esempio Profix WAX) e in poco tempo, senza interferire con il mondo nano, non solo otteniamo una vernice a specchio, ma anche, cosa altrettanto importante, una superficie che rimane pulita a lungo.