80 / 120
80
progettare
406
•
MAGGIO
2017
ottenuto una velocità maggiore ri-
spetto alle ali senza grafene.Abbiamo
intenzione perciò di eseguire delle
misurazioni in galleria del vento”.
Una realizzazione complessa
Paul Wiper, ricercatore del National
Graphene Institute coinvolto nel pro-
getto Prospero, ci ha spiegato come
è stato realizzato il drone: “Abbiamo
preparato un pre-preg (preimpre-
gnato) in resina epossidica infusa di
grafene/fibra di carbonio, che è stata
poi applicato sulla struttura dell’ala.
Anche se su questo drone non abbia-
mo ancora effettuato prove esplicite
relative alla riduzione della resistenza,
alla gestione del calore e alla pro-
tezione dai fulmini, sappiamo dalle
prove di laboratorio di simili compo-
siti in grafene/resina epossidica/fibra
di carbonio che si può ottenere un
miglioramento della conduttività sia
termica, sia elettrica. Sono proprietà
che possono essere sfruttate non so-
lo per la protezione dai fulmini, ma
anche per lo sbrinamento”.
Billy Beggs sottolinea la complessità
della realizzazione del progetto: “Per
poter produrre il materiale infuso di
grafene in nostri partner Haydale e
Huntsman hanno dovuto superare
numerosi problemi. Sono stati pro-
dotti numerosi prototipi prima di
arrivare a poter fornire un materiale
con le caratteristiche corrette per
poter essere fissato alla struttura
e volare. La copertura dell’ala ha
causato molti problemi, perché era
in un unico, sottile strato e la resina
filtrava attraverso la superficie, ma
siamo riusciti a superarli. Prima delle
prove di volo abbiamo eseguito delle
prove statiche per accertarci che l’ala
in grafene fosse effettivamente più
robusta e conforme agli standard
aeronautici”.
Dire addio al ghiaccio sulle ali
In effetti, esperimenti condotti dalla
Rice University di Houston hanno
dimostrato che una copertura di na-
nonastri di grafene può essere effica-
ce nel fondere il ghiaccio formatosi
sulla pala del rotore di un elicottero
(una tecnologia che, secondo un
articolo pubblicato su ACS Applied
Materials and Interfaces, può essere
estesa ad aeroplani, turbine eoliche,
linee elettriche e altre superfici espo-
ste agli agenti atmosferici invernali).
Lo scioglimento del ghiaccio è stato
ottenuto attraverso l’effetto Joule,
applicando una debole tensione alla
copertura per generare calore. L’effet-
to è stato sufficiente per sbrinare uno
strato di ghiaccio spesso centimetri
da un rotore statico a una tempera-
tura di -20 °C.
La scelta dei nanonastri è dovuta a
un fattore di economicità: possono
essere prodotti attraverso l’apertura
di nanotubi di carbonio (attraverso
una tecnologia anch’essa sviluppa-
ta alla Rice University) e, se usati
per la copertura di una superficie,
si connettono tra loro e conducono
elettricità attraverso il materiale, ri-
chiedendo tensioni molto basse e a
un costo molto inferiore di quello
che avrebbero fogli interi di grafene.
Negli esperimenti condotti alla Rice
i nanonastri di grafene costituivano
solo il 5% del materiale; la copertura
si è dimostrata resistente anche a
temperature superiori ai 300 °C.
I prossimi sviluppi
Prospero è in realtà il secondo proto-
tipo realizzato per studiare le possi-
bilità aerospaziali del grafene: il suo
predecessore è stato un drone che
non utilizzava un materiale composi-
to, ma solo una copertura di polimero
al grafene applicata sulle ali.A quanto
ci ha detto Paul Wiper: “È allo studio
un nuovo drone in cui il grafene non
verrà utilizzato soltanto all’interno
dei materiali compositi strutturali,
ma sfrutterà le sue proprietà anche
all’interno dei sistemi elettronici ed
energetici”.
“Oltre a progettare Prospero 3, stiamo
anche cercando di avviare programmi
di sviluppo all’interno dell’industria
che sfruttino le proprietà del grafene,
sia in volo, sia a terra” ha aggiunto
Billy Beggs. “Il tempo che trascorrerà
prima che il grafene venga impiegato
nell’aeronautica commerciale dipen-
de sia dai benefici che potrà portare,
sia da chi pagherà per ottenerli. At-
traverso Prospero, il grafene è ormai
volato fuori dai laboratori, e sta ai
progettisti e all’industria far sì che le
sue promesse si realizzino”.
@Vanamonde65
MATERIALI
Il grafene potrebbe essere
usato come tecnologia nel
comparto aerospace. L’indu-
stria europea potrebbe trarne
dei vantaggi competitivi.