Si possono avere i super poteri dei Fantastici Quattro?


I Super poteri dei Fantastici Quattro. Loro, sono una squadra di eroi dei fumetti intrisi di super poteri dopo essere stati esposti ad una forte dose di radiazioni cosmiche. Ma, così come hanno colpito nella fantasia gli amanti del genere in tutto il mondo, gli scienziati della società aerospaziale Lockheed Martin hanno provato a capire se tali poteri potevano in qualche modo essere replicati nella vita reale.
Al posto delle radiazioni assorbite durante il viaggio inter dimensionale che ha trasformato i nostri eroi, Lockheed Martin ha pensato di utilizzare dei materiali ad alta tecnologia. La sua idea è sostituire le modifiche cellulari subite dai Fantastici Quattro, donandogli poi straordinari poteri con dei materiali innovativi sviluppati ultimamente dalla scienza. In questo modo, teoricamente, ognuno di noi potrebbe diventare un Fantastico. Ma vediamo in dettaglio come si è pensato di arrivare alla soluzione:

MISTER FANTASTIC: L’UOMO ELASTICO

wallpaper fantastic four Reed Richards

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Nella progettazione di materiali con capacità elastiche spesso è riferita a sostanze che hanno anche caratteristiche come l’auto-guarigione e la riconfigurazione della forma.

Senza intervento umano, i materiali sono in grado auto rigenerarsi per riparare eventuali danni subiti, ricreando quei legami chimici originali attraverso l’uso di particolari batteri.

In realtà, questi materiali già hanno iniziato ad essere utilizzati come ad esempio per l’auto ricostruzione del calcestruzzo o in un prossimo futuro, per creare una vernice anti corrosione da applicare sulle navi della Marina.

Alcuni materiali hanno la particolarità di auto riconfigurarsi, possono cioè cambiare le loro proprietà chimico fisiche in base alle condizioni esterne. Su scala microscopica, le singole molecole possono in modo reversibile, cambiare la loro forma quando assorbono o emettono energia.

Questo ad esempio, si traduce in cambiamento della forma a livello macroscopico come avviene per i materiali polimerici. In questo caso un polimero si arrotola e si ripiega su se stesso quando viene colpito dalla luce o da una carica elettrica per poi ritornare com’era quando la sollecitazione è terminata.

Anna Paulson, uno scienziato dei materiali che lavora con Lockheed Martin, ha dichiarato:

“Nel mondo reale, si potrebbe immaginare agli elementi riconfigurabili per progettare varie cose. Ad esempio, oggi la forma di un’ala di aereo è fissa, ma l’ala ideale dovrebbe essere diversa per ogni fase del volo, rullaggio, decollo, atterraggio e così via. Se si progettasse con i materiali riconfigurabili, tutte queste singole forme potrebbero essere ottimizzate durante il volo per migliorare l’efficienza dell’aereo ed il consumo di carburante.”

Anche se è abbastanza inverosimile che un materiale del genere possa trasformare qualcuno in un supereroe, la NASA sta già facendo ricerche sull’uso di ali flessibili per gli aerei.

 

LA DONNA INVISIBILE: INVISIBILITA’

wallpaper fantastic four Jessica Alba

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Fare diventare un oggetto invisibile è solo una questione di come vengono affrontati i modelli rispetto alla luce.

I materiali invisibili sono modellati in un certo modo, sono composti da elementi che possono deviare e reindirizzare la radiazione elettromagnetica visibile intorno ad un oggetto isolante.

Nel rendere un oggetto invisibile, si devono sostanzialmente affrontare tre grandi sfide:


• alterare le dimensioni del modello

• alterare il controllo della luce nelle tre dimensioni

• progettare un modello per più lunghezze d’onda.

“Il superamento di queste sfide è fisicamente possibile, alcuni modelli sono già stati simulati con tutte le proprietà necessarie”, ha detto Paulson. “Oggi, i ricercatori stanno sviluppando la tecnologia necessaria per fabbricare dei modelli su scala nanometrica tridimensionale che ci possa permettere di controllare la luce nelle tre dimensioni.”

Anche se un supereroe invisibile ha indubbiamente un suo fascino, l’invisibilità potrebbe aiutarci non solo per fini estetici ma anche nella vita di tutti i giorni. Immaginate di utilizzare dei materiali da costruzione con la proprietà di essere invisibili. Si potrebbero utilizzare ad esempio per le linee elettriche o per speciali guardrail da installare sulla cima dell’Empire State Building.

Altre applicazioni in cui si potrebbero utilizzare questi materiali capaci di piegare la luce è all’interno dei processori ottici per computer che li renderebbe più veloci o nei materiali per costruire le antenna per aumentarne la potenza. Ma forse il loro utilizzo principale sarà in ambito militare per creare ad esempio dei veicoli invisibili o armi come fucili, pistole o mine perfettamente celati agli occhi dei nemici. A questo punto sorge spontanea una domanda. Ma se per caso si dimenticano dove hanno lasciato una mina come la ritrovano? Aspettano il botto?

 

COME HANNO AVUTO I LORO POTERI I FANTASTICI 4. SAREBBERO RIUSCITI A SOPRAVVIRE

Nel film i Fantastici Quattro riescono a sviluppare i loro super poteri dopo un attacco nel viaggio inter dimensionale. Tuttavia, nei fumetto originale, la squadra di scienziati fu esposta a una dose molto alta di raggi cosmici mentre era nello spazio. Questo trasformò le cellule nei loro corpi.

Secondo gli scienziati, per determinare una variazione ad ogni cellula del corpo, i livelli di radiazioni a cui si sarebbero dovuti esporre doveva davvero essere enorme.

In un recente video per l’American Chemical Society, il dottor Dan Claes, uno scienziato presso l’Università del Nebraska Lincoln disse:

“Abbiamo circa 75 trilioni di cellule nel nostro corpo. Anche se i nostri 4 eroi fossero stati colpiti da un numero di raggi pari al numero di cellule, questo fatto non avrebbe garantito comunque che ogni singola cellula sarebbe poi stata effettivamente colpita da ogni singolo raggio cosmico. Alcune cellule non sarebbero state colpite affatto, mentre altre sarebbero state centrate anche da due o più raggi.

Immaginiamo la torcia umana che arde per la prima volta con solo il 63% delle sue cellule trasformate. Le probabilità che i raggi cosmici abbiano trasmutato tutte e 75.000 miliardi delle singole di cellule dei Fantastici Quattro nella stessa maniera e donando loro una capacità differente: fuoco, elasticità, pietra e invisibilità, è un’idea per me abbastanza inverosimile”.

 

LA COSA: SUPER FORZA

wallpaper fantastic four Ben Grimm

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Per ottenere una super forza, si deve pensare ai principi della scienza applicati a livello molecolare. La nanotecnologia è la manipolazione della materia su scala nanometrica, cioè tra uno e 100 nanometri, o se vogliamo un milionesimo di millimetro.

In questa dimensione, è possibile modificare i singoli atomi e molecole per alterarne le proprietà fisiche, chimiche, biologiche e ottiche. Una delle migliori materie prime utilizzate nella nanotecnologia è il carbonio capace di creare strutture come il grafene.

 Nella sua forma più pura, il grafene è un singolo strato atomico composto da atomi di carbonio, legato così saldamente da renderlo praticamente impermeabile a tutto. Questo materiale sarebbe anche incredibilmente forte e tollererebbe forti sollecitazioni da prodotti chimici anche se sottoposto a forti sbalzi di temperature e pressioni.

Attualmente questo materiale è oggetto di ricerca in molti campi, dagli schermi elettronici ai dispositivi medici, la possibilità di poter perforare un foglio di grafene rappresenterebbe oggi una nuova sfida e potrebbe portare a nuove soluzioni per produrre acqua potabile o una migliore la gestione dell’energia.

La Nanotecnologia ha anche portato allo sviluppo dei nanotubi di carbonio, sono strutture incredibilmente piccole e incredibilmente forti. Fino a 100 volte più forte dell’acciaio e 10.000 volte più piccoli di un capello umano. Mitchell Meinhold, un ricercatore che lavora con Lockheed Martin, ha detto:

“La cosa che rende i nanotubi di carbonio così forti è la presenza di una particolare configurazione che rendere il loro legame ancora più forte del semplice legame chimico.”

Oggi, le fibre di nanostrutture di carbonio sono state utilizzate all’interno della sonda Juno.

In futuro, date le loro proprietà energetiche efficienti, potrebbero essere utilizzati per assemblare delle batterie al litio a lunga durata, memorie flash da diversi terabyte, sensori chimici per telefoni intelligenti, micro cavi elettronici da utilizzare nella lavorazione dell’abbigliamento per indumenti forti e leggeri.

Tuttavia, un grosso limite nella realizzazione di strutture in nanotubi da distribuire poi su larga scala è la loro scarsa capacità di crescere e legarsi per creare dei filamenti molto lunghi. I nanotubi attualmente vengono coltivati in un laboratorio dove una sorta di foresta in miniatura composta appunto dai nanotubi raggiunge le dimensione di pochi centimetri di lunghezza.

“Con dei nanotubi della dimensione di diversi metri di lunghezza, che si potrebbe immaginare di poter progettare delle automobili leggere”, ha detto Paulson. “I nanotubi sono forti solo in una direzione, mentre assemblandoli in direzioni multiple consentirebbero al veicolo di resistere bene agli impatti.”

Gli scienziati stanno già cercando di utilizzare più nanotubi uniti insieme per produrre un tessuto leggero e incredibilmente forte. Nella vita reale una tuta del genere renderebbe chiunque LA COSA?

 

TORCIA UMANA: TERMODINAMICA

wallpaper fantastic four Johnny storm

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La capacità di un materiale di resistere a temperature estremamente elevate si riduce a dei legami chimici.

In generale, più un materiale è rigido più è difficile fonderlo anche a temperature elevate. Per funzionare come una barriera protettiva, il materiale deve essere anche un cattivo conduttore di calore.

Per un veicolo (o un supereroe) che viaggia a velocità ipersoniche Mach 5 o più, devono essere progettati dei materiali estremamente resistenti in grado di sopportare temperature superiori ai 1600 °C.

Con questi materiali così resistenti al calore, potremmo progettare un’astronave capace di viaggiare ancora più lontano nello spazio o esplorare luoghi estremamente caldi come la superficie del sole.

“Naturalmente, l’esplorazione alle alte temperature per un periodo di tempo elevato è una cosa ancora difficile da realizzare, anche perché in quelle aree sono presenti un’alte pressioni e forti radiazioni,” ha detto Michael Stock, del settore termodinamica in collaborazione con Lockheed Martin.

“Tuttavia, siamo in grado di progettare e sviluppare sistemi di propulsione avanzati per spingere una nave spaziale tra le stelle, evitando le zone pericolose nello spazio.”

Anche se un supereroe come la Torcia Umana ha la capacità di avvolgere il proprio corpo con le fiamme, per una persona comune, avere un materiale così resistente al calore sarebbe utile nel settore della sicurezza e della protezione contro gli incendi.

Avere materiali capaci di resistere a temperature molto elevate permetterebbe di costruire motori estremamente efficienti e capaci di ridurre il consumo del carburante della metà.

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