Lo spin-off "AERO MATERIALS" si lancia con i nanomateriali
La start-up dell'Università di Kiel lancia sul mercato un materiale costituito quasi interamente da aria e controllabile elettricamente
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Con un materiale costituito per oltre il 99,9% da aria, la nuova start-up "AERO MATERIALS" mira a ottimizzare le sequenze di movimento tecnico e i sistemi di pressione dell'aria. Il materiale estremamente leggero è stato sviluppato per oltre dieci anni all'Università di Kiel (CAU) nel gruppo di lavoro del professor Rainer Adelung. Ora il team sta portando la nanostruttura dal laboratorio al mercato. AERO MATERIALS GmbH opera come società indipendente dal settembre 2025.
Immagine elettronica a scansione: struttura iniziale del materiale - piccoli tetrapodi di ossido di zinco, rivestiti da uno strato di grafene sottile un nanometro.
© Funktionale Nanomaterialien, Dr. Florian Rasch
"I nostri aeromateriali sono così leggeri che quasi non si sentono in mano", afferma Rainer Adelung, professore di Scienza dei materiali all'Università di Kiel. "Allo stesso tempo, sono così funzionali che possono sostituire interi sistemi. Si tratta di una vera e propria svolta per molte applicazioni".
Il nuovo materiale apre quattro aree chiave di applicazione: Attuazione, in cui i movimenti possono essere attivati in modo rapido, preciso ed efficiente dal punto di vista energetico; filtrazione, in cui le strutture conduttive a pori aperti aprono filtri autopulenti; ottica, in cui il materiale dirige e diffonde la luce in modo mirato, consentendo così soluzioni di illuminazione particolarmente efficienti dal punto di vista energetico; e schermatura elettromagnetica dell'elettronica sensibile, ad esempio nei droni o in altri dispositivi mobili in cui ogni grammo conta.
Una struttura fatta quasi interamente di aria
Gli aeromateriali si basano su strutture tetrapodali di ossido di zinco (t-ZnO) - minuscole particelle che assomigliano a stelle a quattro braccia. I ricercatori modellano questa struttura di base in una struttura tridimensionale e la impregnano con una miscela di acqua e grafene - un singolo strato di atomi di carbonio - o con silicato, il materiale di base del vetro. Quindi rimuovono chimicamente l'ossido di zinco. Ciò che rimane sono tubi cavi con pareti ultrasottili nell'ordine dei nanometri. Formano una rete aperta di fogli di grafene puro o strutture di vetro con una densità estremamente bassa, il che significa che è costituita quasi interamente da aria. La porosità aperta viene mantenuta in modo che l'aria e i liquidi possano continuare a scorrere senza ostacoli.
Attivare i movimenti in modo rapido, preciso ed efficiente dal punto di vista energetico
Il primo mercato a cui il team vuole attingere è la tecnologia degli attuatori, ad esempio i componenti che convertono i segnali elettrici in movimenti. L'innovativo nanomateriale verrà utilizzato in particolare nella micropneumatica, dove i più piccoli flussi d'aria vengono utilizzati per muovere con precisione i componenti delle macchine: Il grafene è estremamente leggero, conduttivo e stabile. Quando l'elettricità attraversa la struttura, questa si riscalda in pochi millisecondi. L'aria racchiusa si espande e rilascia una forza meccanica, ad esempio per tagliare, spostare o commutare nei sistemi automatizzati. Un materiale del peso di pochi milligrammi può sollevare fino a 2 chilogrammi.
A differenza dei sistemi pneumatici tradizionali, questa tecnologia non richiede un compressore esterno. Il movimento viene creato direttamente con il materiale, senza tubi, valvole o infrastrutture complesse. "Questo riduce i costi di manutenzione e consente di realizzare progetti particolarmente compatti e flessibili, ad esempio per applicazioni robotiche", spiega Caprice Mohr, direttore tecnico e studente di master nel gruppo di Rainer Adelung. Per gli sviluppatori, si tratta di un'alternativa efficiente dal punto di vista energetico e sostenibile alle soluzioni convenzionali.
I primi test hanno avuto successo
In collaborazione con partner industriali, il team ha testato l'uso del materiale anche in altri settori, ad esempio come membrana per altoparlanti. La struttura viene attivata elettricamente e inizia a vibrare, come le membrane convenzionali, ma con una massa significativamente inferiore. Ciò consente di coprire l'intera gamma di frequenze udibili, reagendo in modo particolarmente rapido e preciso.
Il materiale offre vantaggi anche nel campo della filtrazione: le particelle di polvere e sporco che si accumulano nella struttura conduttiva possono essere semplicemente bruciate. Un prototipo di filtro autopulente è già stato testato con successo su un aereo.
Spin-off del gruppo di ricerca "Nanomateriali funzionali
Tra il 2015 e il 2025 sono stati concessi diversi brevetti, di cui il CAU è titolare. Con le risorse di capitale per i primi anni, il team si sta ora concentrando sui primi clienti pilota e sul percorso verso la produzione in serie. Lo spin-off è stato accompagnato dal dipartimento di Trasferimento Tecnologico, che ha fornito, tra l'altro, supporto per i diritti di proprietà.
Alla guida di AERO MATERIALS ci sono Caprice Mohr, attualmente studente di master presso il CAU e direttore tecnico della start-up, e Niklas Dreiskämper come direttore commerciale. Nel team tecnico lavorano anche colleghi del gruppo di ricerca di Rainer Adelung. Lo spin-off è stato reso possibile grazie all'impegno di un gruppo di investitori, tra cui Kai Kruse e il dottor Jörg Haupt. La start-up è situata nelle immediate vicinanze della Facoltà di Ingegneria e utilizza le infrastrutture di ricerca dell'università. Rainer Adelung sostiene l'azienda nel comitato consultivo.
Nota: questo articolo è stato tradotto utilizzando un sistema informatico senza intervento umano. LUMITOS offre queste traduzioni automatiche per presentare una gamma più ampia di notizie attuali. Poiché questo articolo è stato tradotto con traduzione automatica, è possibile che contenga errori di vocabolario, sintassi o grammatica. L'articolo originale in Tedesco può essere trovato qui.
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