Questi sono appunti per i miei corsi di Material Typology 1 al primo anno del corso della Scuola di Design di IED Milano. Sono riflessioni che condivido con gli studenti che rimangono spesso sorpresi di sentirsi dire che il ferro non esiste.
La scienza dei materiali si basa sulla fisica e sulla chimica applicata. Ci sono delle gerarchie fra le discipline e vanno rispettate per mantenere la coerenza delle osservazioni e del sapere. Tutte le volte che vi sembrerà poco plausibile qualcosa che leggete qui potrete far riferimento ai principi della fisica (classica, è sufficiente), della termodinamica, e della chimica. Spesso non è necessario ricorrere a calcoli per capire le cose ma i concetti alla base delle discipline devono essere chiari e seguiti coerentemente. Se vi sembra che siano necessarie delle deroghe a quei principi per spiegarvi gli argomenti che vi vengono presentati qualcosa non va, probabilmente avete capito male (o ha capito male chi ha scritto quelle cose).
Piuttosto che annoiarvi subito con dei richiami di fisica basilare che verosimilmente vi sono familiari preferirei procedere con l’esposizione degli argomenti e tornare sulle spiegazioni o sui richiami dei fondamentali quando necessario.
Naturalmente, ogni volta che vi dovesse suonare strano un argomento o un concetto non esitate a chiedere spiegazioni.
Detto questo, la scienza dei materiali spiega (ha iniziato a spiegare) da poco più di cent’anni cose che l’umanità fa da secoli.
“Ma allora non serve a niente!” diranno i miei piccoli lettori pragmatici.
Eh no: abbiamo deciso che le cose si fanno con cognizione di causa, ovvero sapendo il perché. Bisogna spiegarsi le cose per poter apportare cambiamenti e risolvere problemi. In caso contrario quando qualcosa non va come vorremmo non sappiamo che fare e proviamo alla cieca questo o quello ma fatti non foste a viver come bruti. Noi dobbiamo sapere.
Altra cosa che non potete non sapere è che la materia, tutta la materia, qualsiasi materiale, tutto quello che vediamo e tocchiamo e sentiamo è fatta principalmente di spazio vuoto.
Sebbene controintuitivo, un corpo pieno di vuoto si presta a spiegare l’evidenza delle deformabilità dei materiali: una cosa che prima stava qui ora sta là dopo aver subito un’azione esterna da parte di un martello o delle mie stesse mani (sono i casi di un pezzo di ferro oppure di argilla) pur senza che si interrompa la continuità del materiale: è facile immaginare uno scorrimento, uno spostamento di una parte verso un’altra zona del volume definito dalla superficie esterna del materiale in questione. Se qualcosa di materiale si è spostato all’interno di una regione di spazio è giocoforza che è dovuto passare dove un istante prima non c’era altra materia, altrimenti sarebbe stato impedito in questo movimento da quella materia, deve esserci spazio vuoto. È da pensarci un attimo ma il ragionamento sta in piedi. L’aspetto sorprendente di tutto ciò è la quantità di spazio vuoto che caratterizza la materia: è praticamente tutto vuoto. E quel che chiamiamo solido in realtà è solo energia.
