Cos’è la schiuma metallica?

La schiuma di metallo è una schiuma – una sostanza piena di bolle di gas – fatta di metallo, spesso alluminio. La schiuma metallica è disponibile in due varietà, schiuma a cellule chiuse, con pori sigillati, e schiuma a cellule aperte, con pori aperti. Le schiume metalliche hanno una porosità molto elevata, dove il 75-95% del volume del materiale è vuoto, riempito da aria o idrogeno. Le schiume metalliche conservano molte delle caratteristiche del metallo utilizzato per produrle, come la non infiammabilità. D’altra parte, le schiume metalliche sono meno conduttive del metallo solido e sono sostanzialmente più deboli, sebbene raramente più deboli del legno. Le schiume metalliche sono facilmente riciclabili nel metallo originale, rendendole più riutilizzabili delle schiume polimeriche.

La schiuma metallica è talvolta considerata un sottoinsieme di materiali metallici cellulari in generale, che include anche “spugne metalliche”, sebbene spesso il termine “schiume metalliche” sia usato in modo intercambiabile con tutti i materiali metallici cellulari. Si distinguono diverse categorie di materiali metallici cellulari, tra cui metallo cellulare (schiuma metallica con celle interne, solitamente chiuse), metallo poroso (con vuoti chiusi e dolcemente ricurvi (pori) piuttosto che vuoti frastagliati o aperti), schiume metalliche (casi speciali di metalli, creati facendo gorgogliare gas attraverso il metallo liquido e poi lasciandolo solidificare), e spugne metalliche, che è essenzialmente schiuma a celle aperte in cui è interconnesso l’intero spazio dei vuoti. Queste categorie non si escludono a vicenda e ci sono alcune sostanze che si trovano a cavallo di più categorie. Ad esempio, una schiuma con interruzioni tra le pareti cellulari può trovarsi sul bordo di una schiuma metallica e una spugna metallica.

Molte schiume metalliche vengono create introducendo bolle d’aria nel metallo fuso. Fare una schiuma con metallo fuso non è facile e il materiale è di conseguenza costoso. Deve essere utilizzato un agente schiumogeno come l’idruro di titanio in polvere, che si decompone in titanio e idrogeno ad alte temperature. La schiuma metallica è un materiale speciale, utilizzato per l’industria aerospaziale, scambiatori di calore e altre applicazioni ad alte prestazioni. Poiché la schiuma di metallo è rigida e leggera, è stata spesso proposta come materiale strutturale futuristico, sebbene non sia stata ancora utilizzata seriamente come tale. Alcune schiume metalliche commerciali includono M-Pore, Porvair, Duocel, Metal Foam Korea, Metafoam e Recemat. I pori nelle schiume metalliche hanno solitamente un diametro compreso tra 1 e 8 mm, ma alcune schiume speciali hanno pori così piccoli da essere invisibili a occhio nudo.

Le schiume metalliche a celle chiuse sono state prodotte solo dal 1990 circa. Curiosamente, alcune schiume metalliche sono così diffuse da galleggiare sull’acqua. Le schiume metalliche sono a volte propagandate come il materiale ideale per costruire piattaforme oceaniche galleggianti per pannelli solari o persino città.