632 13 I polimeri e i materiali ceramiche. Con i materiali metallici si sono costruiti motori, navi, treni, ponti, edifici, ecc. Contemporaneamente lo sviluppo dell industria petrolifera e petrolchimica ha reso disponibile una grande varietà di composti organici a prezzi estremamente bassi. Ciò ha favorito lo sviluppo dei polimeri di sintesi che sono stati utilizzati inizialmente per imitare e sostituire materiali più costosi, come le fibre naturali (cotone, lana, seta) e i materiali tradizionali (legno, vetro, metalli, ceramiche, ecc.). Intorno agli anni 50 60 si sono cominciate a sviluppare nuove applicazioni, rese possibili dalle caratteristiche uniche di alcuni materiali polimerici. Con lo sviluppo delle conoscenze delle relazioni tra proprietà e struttura, si sono prodotti e si producono nuovi materiali a base di polimeri sintetici con specifiche ed elevate prestazioni, come i materiali utilizzati in molte protesi chirurgiche, i cristalli liquidi, i materiali utilizzati nella produzione dei circuiti integrati, ecc. Già nel secolo scorso la produzione di fibre sintetiche ha superato quella delle fibre naturali e il volume delle materie plastiche prodotte ha superato quello dell acciaio con una crescita che continua fino ai giorni nostri. A partire dagli ultimi anni del 900 si sono cominciate a diffondere le applicazioni dei materiali nanostrutturati. Sono materiali costituiti da strutture molto piccole con almeno una dimensione inferiore a 100 nm. Al disotto di tali dimensioni, il numero di atomi in superficie diventa significativo rispetto al totale degli atomi della struttura; gli atomi superficiali sono a più alta energia rispetto a quelli interni, in quanto non possono formare gli stessi legami. Quindi le caratteristiche del materiale nanostrutturato sono alquanto diverse da quello a struttura macroscopica: tipicamente è un materiale molto più reattivo. I materiali nanostrutturati possono essere polveri, materiali con superfici nanostrutturate o materiali con porosità nanostrutturata. Materiali nanostrutturati sono noti sin dall antichità: l uso di particelle nanometriche di oro colloidale per colorare il vetro era noto ai Romani. Solo recentemente, però, si sono sviluppate le tecnologie analitiche che permettono di vedere gli atomi , così da poter controllare con precisione la formazione delle nanostrutture. Ciò ne ha permesso il forte sviluppo, sia teorico sia applicativo, tutt ora in corso. I materiali nanostrutturati possono essere ceramiche, polimeri, metalli, ma spesso sono compositi. Le applicazioni sono le più varie: dall elettronica alla medicina, dai tessili alla catalisi, ecc. 13.2 I POLIMERI: DEFINIZIONI, NOTE STORICHE ED ECONOMICHE Il termine polimero, dal greco polymeres = dalle molte parti, fu introdotto dal chimico svedese J ns Jacob Berzelius (1779-1848) per indicare sostanze con differente massa molecolare ma con identica formula minima. Però prima che l esistenza di sostanze ad elevatissima massa molecolare fosse riconosciuta dovette passare molto tempo. Solo nel 1920 il chimico tedesco Hermann Staudinger (1881-1965), in seguito alla sue ricerche sulla polimerizzazione dello stirene e della formaldeide, postulò la formazione di sostanze ad altissima massa molecolare, dette per l appunto macromolecole, che in linea di massima possedevano