LA STRUTTURA DEI MATERIALI NON-CRISTALLINI

La dodicesima edizione della Conference on the Structure of Non-Crystallinematerials (NCM12) è stata organizzata dal Laboratorio X-raySynchrotonRadiation del Dipartimento di Fisica dell’Università di Trento presso il Centro Congressi di Riva del Garda dal 7 al 12 luglio 2013. L’edizione precedente fu tenuta a Parigi nel 2010.

La conferenza ha attirato 200 scienziati provenienti da 31 nazioni. La rettrice dell’Università di Trento, Daria de Pretis, ha aperto i lavori con un discorso di benvenuto ai partecipanti. Sono state presentate circa 80 relazioni orali, di cui 14 su invito, e 130 presentazioni su poster.
Il tema in discussione ha riguardato la struttura dei materiali non-cristallini, materiali che compongono buona parte degli oggetti e dei dispositivi che utilizziamo tutti i giorni. Il vetro e i materiali amorfi come la plastica ne sono gli esempi più comuni.

La natura favorisce lo stato solido cristallino, perché serve meno energia per realizzare una composizione ordinata di atomi come quella presente per esempio nei cristalli, nelle rocce e nei metalli. In natura i materiali cristallini si trovano in forma di singoli cristalli o aggregati di cristalli: per i primi, i cosiddetti monocristalli, si pensi per esempio ai diamanti o ai più umili ma non meno importanti cristalli di sale da cucina; per i secondi, i policristalli, ai metalli o ai minerali. Sin dalla notte dei tempi si è scoperto però che è possibile produrre solidi non cristallini di varia forma e dimensione. Tra i più noti il vetro, il quale continua, ancor oggi, imperturbabile nella sua trasparenza, robustezza, e adattabilità a scandire il ritmo del progresso tecnologico dell’umanità. Oltre ai materiali vetrosi, fanno parte dell’ampia famiglia dei sistemi non-cristallini i materiali amorfi, composti inorganici, organici, polimerici metallici ed ibridi. Si aggiungono a questa ricca e variegata famiglia i materiali parzialmente vetrosi come le vetroceramiche ed i compositi a matrice vetrosa.

La specificità dei materiali non-cristallini consiste nell’assenza della disposizione ordinata di atomi tipica dei cristalli caratterizzata da una ripetizione periodica di gruppi di atomi  o di molecole in posizioni geometriche costituenti un reticolo tridimensionale. I solidi non-cristallini non esibiscono né una struttura reticolare regolare né una struttura granulare. Costituiscono una rete disordinata di atomi ed al più presentano un ordine a breve raggio: ogni atomo vede attorno a sé in posizioni alquanto regolari solo i vicini più prossimi ma molto meno i secondi, i terzi vicini e così via. Manca cioè quello che è chiamato l’ordine a lungo raggio.

La conferenza ha registrato un intenso e appassionato confronto fra i ricercatori di tre diverse comunità scientifiche: quelle dei chimici, dei fisici e degli ingegneri dei materiali. I primi hanno mostrato i risultati ottenuti nella preparazione chimica di nuovi materiali non-cristallini e nello studio delle loro proprietà macroscopiche; i secondi hanno illustrato la struttura atomica di detti materiali in relazione alle proprietà fisico chimiche ed hanno presentato i progressi delle tecniche di indagine strutturale sperimentale e teorica nell’interpretazione di dette proprietà; gli ultimi hanno mostrato gli sviluppi applicativi e i moderni dispositivi utilizzanti nuovi materiali non-cristallini.
La conferenza ha registrato un successo manifestato unanimemente da gran parte dei partecipanti, da attribuire sicuramente all’elevata qualità degli invited talks e di numerose presentazioni orali e poster. Hanno attratto notevole interesse le presentazioni sui vetri biologici per le loro applicazioni mediche, quelli su una nuova classe di polimeri, i cosiddetti vitrimeri, plastiche con proprietà simili a quelle dei vetri, e gli studi sui vetri calcogenuri utili per la costruzione di memorie per immagazzinamento dati molto più veloci di quelle attualmente utilizzate dai computer.

Si ringraziano l’Ufficio Convegni dell’Università di Trento, il Centro Congressi di Riva del Garda e il Comitato organizzatore della conferenza (Paolo Fornasini, Rolly Grisenti, Roberto Graziola, Cristina Armellini e Francesco Rocca). Un sentito grazie va anche all’Università di Trento, e in particolare al Dipartimento di Fisica, alla fondazione FBK e alle compagnie straniere Corning e AGC.

[In “Approfondimento” il testo integrale dell’articolo]