Molte riviste di prestigio internazionale hanno già dato spazio alla ricerca che ha coinvolto la nostra Università nel campo dell'ingegneria dei materiali ed ora anche unitn vuole illustrare i risultati e in particolare le applicazioni del lavoro di Vincenzo Sglavo e dei suoi collaboratori. La ricerca - condotta in collaborazione con la Pennsylvania State University - riguarda il vetro e il suo impiego nell'industria e nelle costruzioni. Infatti, nonostante il vetro sia uno dei materiali più utilizzati, restano aperti alcuni problemi riguardo alla sua fragilità. La ricerca di Sglavo ha contribuito al perfezionamento di una tecnica che permette di migliorare la resistenza meccanica e l'affidabilità del vetro. Il processo per ottenere questo materiale cinque volte più resistente del vetro tradizionale è la cosiddetta tempra chimica in due stadi. Oltre al consueto bagno di sali di potassio che provoca una profonda compressione della superficie, il vetro viene sottoposto a un secondo trattamento in una soluzione di nitrato di potassio e di nitrato di sodio. Il prodotto che si ottiene è stato definito dagli studiosi "intelligente", perché è in grado di segnalare quando sta per rompersi evidenziando delle crepe chiaramente visibili, che si propagano sulla superficie del materiale e aumentano al crescere della sollecitazione. Ciò consente quindi di intervenire prima del collasso della struttura. Un altro aspetto interessante del materiale è che si rompe per sfarinamento, e cioè in frammenti di dimensioni inferiori al millimetro, a differenza del vetro tradizionale che si spezza in pericolose schegge. La scoperta, di importanza fondamentale, è stata in parte finanziata dalla Nato ed ha ottenuto il brevetto internazionale. Un vetro di questo tipo potrebbe essere utilizzato, come dimostrano le interviste che presentiamo, in svariati campi dell'edilizia, dell'aeronautica, dei veicoli e per impianti di isolazione termica e acustica.

Dall'idea alla produzione
Intervista a Vincenzo Sglavo, fautore della ricerca sul vetro intelligente

Nella guida dello studente alla voce "Ingegneria dei materiali" troviamo: "Questo corso di laurea coniuga la formazione dell'ingegnere industriale con una preparazione specifica inerente i materiali, per rispondere alle esigenze di un mercato orientato verso la produzione di beni ad elevate prestazioni e qualificata progettualità." In riferimento alla sua ricerca potremmo confermare queste dichiarazioni di principio. Lei che ne pensa, ingegner Sglavo?

Direi proprio di sì, confermo quanto si dice nella guida. Gli studenti che sono stati coinvolti nella ricerca hanno potuto tradurre in pratica quanto hanno imparato, nei corsi teorici, sui materiali e le loro caratteristiche. Le tre fasi tipiche di una ricerca nel campo dell'ingegneria dei materiali sono infatti quelle della progettazione, della realizzazione e del miglioramento di un materiale. Nel nostro caso, Luca Larentis ha curato la parte teorica e progettuale del lavoro, analizzando le caratteristiche del vetro tradizionale, mentre Chiara Camin e Marco Bonafini si sono occupati della realizzazione del nuovo materiale attraverso il procedimento della tempra chimica in due stadi. A questo scopo, le attrezzature tecniche del Laboratorio di Ceramurgia erano perfettamente idonee per i nostri esperimenti; l'unico acquisto che abbiamo dovuto fare è stato quello di un piccolo forno per tempra chimica per effettuare le prove sul materiale. Vorrei sottolineare quindi il grado di interesse, per gli studenti, di ricerche come quella che abbiamo condotto qui presso la Facoltà di Ingegneria sul vetro intelligente. Sicuramente un lavoro applicativo e di gruppo come questo avvicina gli studenti alla professione dell'ingegnere, collegando quindi gli aspetti teorici del loro percorso di studi a quelli pratici che affronteranno nel mondo del lavoro.

Tornando un po' indietro, ci può spiegare qual è l'eccezionalità della sua scoperta, che ha ottenuto il brevetto internazionale?

Credo che l'aspetto più interessante risieda nel fatto che è stato modificato un materiale arcinoto - basti pensare che, dopo le pietre naturali e alcuni metalli, il vetro è il materiale più antico sulla terra - risolvendo in questo modo il problema della fragilità, che costituiva il suo maggiore handicap. I campi di applicazione del vetro intelligente saranno quindi molti di più rispetto al vetro tradizionale, anche perché si tratta di un materiale davvero prezioso che non può essere sostituito da nessun altro per le sue enormi qualità (si pensi alla trasparenza, per citarne solo una delle più evidenti).

Quali sono i campi di applicazione del vetro intelligente?

Visto che i costi di questo nuovo materiale saranno più alti, anche se non di molto, rispetto al vetro tradizionale temprato, il vetro intelligente potrà inizialmente essere applicato in settori di alta tecnologia. Facciamo qualche esempio: l'industria automobilistica potrà applicare il vetro a doppia tempra nei finestrini delle macchine per avere garanzie di sicurezza anche in quelle parti, così soggette a fratture. Nei settori dell'impiantistica e dell'aeronautica il vetro intelligente potrà essere utilizzato per la costruzione di valvole negli impianti petroliferi o per box anti-incendio. In questo caso la caratteristica che più interessa questi settori è che il vetro intelligente si frantuma per sfarinamento, cioè in frammenti microscopici, che non intasano le tubature e non feriscono in caso di sfondamento. Il Sandia National Labs è un centro di ricerca con cui abbiamo contatti in questo senso, e come questa, tante altre aziende si sono dimostrate interessate, non ultima la tedesca BMW.