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Il progetto dimostratore NANOMAT che ha avviato il circolo virtuoso tra ricerca e impresa, ha visto, tra gli altri, la collaborazione del Centro di Eccellenza NIS (Nanostructured Interfaces and Surface) dell’Università degli Studi di Torino con due aziende piemontesi, la Nimbus Srl e la Tessitura Ballesio.

Scopo di questo particolare progetto è stata la realizzazione di un nuovo materiale tessile con elevate prestazioni da utilizzare per lo sviluppo dei velivoli denominati “metaplani”.

La Nimbus lavora sui metaplani, anche detti UAV (Unmanned aerial vehicle), da molto tempo ed è un’azienda innovativa in tale campo. Un “metaplano” è un velivolo di nuova concezione in grado di volare senza pilota in maniera autonoma o comandato a distanza. È impiegato per applicazioni in capo civile e militare, per il monitoraggio del territorio e dei confini, per la difesa delle infrastrutture critiche e per la gestione delle emergenze da parte della protezione civile. Inoltre, proprio per l’assenza del pilota, può essere utilizzato in casi speciali e potenzialmente pericolosi come il controllo di linee elettriche, di oleodotti o il monitoraggio degli incendi, disastri e incidenti a supporto delle forze a terra.

Il primo risultato della partnership è stato un nuovo filato leggero e ad elevata resistenza meccanica, composto da una fibra altamente tenace e molto sottile e da una fibra polimerica convenzionale.

Il delicato momento della torcitura della fibra è stato affrontato ottimizzando l’operazione e individuando il numero di giri ideale a cui sottoporre la fibra: il numero di giri deve essere tale da impedire ai singoli filamenti di sfilarsi in caso di rottura, per mantenere la compattezza del filato e, contemporaneamente, non deve essere troppo elevato perché la fibra di polimero non sopporta deformazioni locali troppo intense.

Dopo aver realizzato il filato, è stato affrontato il problema successivo, cioè l’impermeabilizzazione del tessuto all'acqua e all'elio tramite trattamenti superficiali ad hoc. L'attenzione dei ricercatori del NIS si è focalizzata sui nanocompositi polimerici. Sono materiali caratterizzati da una dispersione di nanocariche monodimensionali all'interno di una matrice polimerica: la particolare orientazione dei componenti origina il così detto effettolabirinto, cioè all'interno del film impermeabilizzante si creano dei lunghi percorsi che gli atomi e le molecole di gas e liquidi impiegano molto tempo a percorrere, diminuendo la permeabilità del filato su cui vengono applicati.

Per ricoprire il filato è necessario produrre un film. Nei laboratori sono state testate procedure diverse ma la tecnica migliore per la preparazione del film è risultata essere l'estrusione. Il filato impermeabilizzato con il film di nanocomposti poliuretanici risulta avere una permeabilità ridotta di un terzo rispetto ai materiali usati precedentemente.

Infine è stato ottimizzato il processo di assemblaggio, cioè la cucitura, l’incollaggio e la saldatura del tessuto ottenuto con il nuovo filato rivestito con il film nanocomposto. Il nuovo modello di metaplano ideato dai ricercatori di Nimbus, composto da un pallone tubolare e da un'ala, sarà rivestito proprio con quel tessuto leggero e resistente che è stato realizzato. Visto il successo ottenuto, i tre partner si ritroveranno presto a lavorare ancora insieme in progetti aerospaziali e di monitoraggio del territorio.