Come costruire lo scudo di Capitan America

Come costruire lo scudo di Capitan America

Franklin Roosevelt consegna a Steve Rogers il suo scudo su Captain America #255 (marzo 1981) ((Brian Cronin. When we first met #22))

Con l’avvento della Civil War nei cinema di tutto il mondo, torna sulle scene anche il Primo vendicatore: Capitan America.
L’elemento che forse lo ha contraddistinto più di tutti in questi decenni è stato indubbiamente il suo scudo, che nella versione circolare venne introdotto su Captain America Comics #2 dell’aprile 1941. Questo scudo può essere così descritto:

Un disco di metallo concavo-convesso di circa 0,76 m di diametro, è praticamente indistruttibile ed è rimasto il suo scudo più fedele per decenni.

Fondamentalmente lo scudo è costituito da una lega di vibranio e acciaio con un catalizzatore sconosciuto: sono questi gli ingredienti che forniscono le proprietà fisiche dello scudo. Ragionandoci su nasce spontanea la domanda se oggi siamo in grado di costruire uno scudo con le stesse proprietà di quelle dello scudo di Cap. Uno dei primi, se non il primo a chiederselo è stato Suveen N. Mathaudhu, ricercatore dell’esercito statunitense in scienza dei materiali, ha scritto una breve review, The Making of Captain America’s Shield (pdf). Di quest’articolo avevo già scritto nel 2012, ed è da quel post che vado a estrarre le informazioni che vi ripropongo sul Cappellaio Matto. Per la costruzione di un possibile scudo di Cap nel mondo reale si parte da un vetro metallico piuttosto resistente:

A causa di un’assenza di microstruttura, i materiali vetrosi sono intrinsecamente forti ma fragile, e spesso dimostrano una estrema sensibilità ai difetti. Di conseguenza, i loro difetti macroscopici non sono spesso iniziati da cedimenti plastici, e quasi sempre terminano con delle fratture. A differenza dei fragili vetri convenzionali, i vetri metallici, in presenza di un difetto, sono generalmente capaci di cedimenti plastici limitati dalla banda di scorrimento, e quindi presentano tenacità e resistenza che si trovano nelle ceramiche fragili e marginalmente nei metalli duri. Qui si introduce una lega di palladio e vetro, dimostrando una insolita capacità di schermare una fessura (…) con una tenacità paragonabile a quella dei materiali più duri. Questo risultato dimostra che la combinazione di tenacia e resistenza (ovvero tolleranza al danno) accessibile ai materiali amorfi si può estendere oltre i limiti stabiliti dai materiali più duri e forti, rendendo così la tolleranza al danno accessibile a un metallo strutturale. ((Marios D. Demetriou, Maximilien E. Launey, Glenn Garrett, Joseph P. Schramm, Douglas C. Hofmann, William L. Johnson, Robert O. Ritchie (2011). A damage-tolerant glass Nature Materials (10), 123-128 DOI: 10.1038/nmat2930))

Quindi si passa alla creazione di due nuove leghe di alluminio, più forti delle precedenti:

In questo studio presentiamo la nuova lega 7075 Al che espande i limiti noti delle prestazioni meccaniche e fornisce una indagine completa dei livelli atomici della struttura usando una nuova tecnica ad alta risoluzione per le nanostrutture di entrambe le leghe [l’altra lega è 5083 Al] (…).
Entrambe le leghe contengono una soluzione solida, priva di precipitato, caratterizzata da:
(i) alta densità di dislocazione;
(ii) gruppi subnanometrici intragranulari di soluto;
(iii) due geometrie di scala nanometrica per le strutture del soluto;
(iv) grani delle dimensioni delle decine di nanometri in diametro.
I nostri risultati dimostrano che questa nuova architettura getta un percorso verso una nuova generazione di materiali super-forti con nuovi regime di proprietà spaziali. ((Peter V. Liddicoat, Xiao-Zhou Liao, Yonghao Zhao, Yuntian Zhu, Maxim Y. Murashkin, Enrique J. Lavernia, Ruslan Z. Valiev, Simon P. Ringer (2010). Nanostructural hierarchy increases the strength of aluminium alloys Nature Communications (1) DOI: 10.1038/ncomms1062 (pdf) ))

E infine:

(…) le scienze computazionali dei materiali nelle simulazioni e nella progettazione sono state tremendamente migliorate grazie alla crescita esponenziale della potenza e velocità di calcolo. L’accelerazione a livello mondiale di soluzioni integrate di ingegneria computazionale dei materiali (ICME) ha permesso la comprensione più dettagliata dei complessi effetti dei trattamenti sulle microstrutture che ne derivano, e quindi delle proprietà avanzate. ((Suveen N. Mathaudhu, The Making of Captain America’s Shield (pdf) ))

Quindi, in effetti, gli ingredienti per costruire uno scudo tipo quello di Cap ci sono quasi!