1. Cosa sono il metallo espanso e l'alluminio espanso
Nel corso della storia, la scoperta dei metalli espansi ha rappresentato una pietra miliare nella rivoluzione dell'intero campo dell'ingegneria dei materiali. Una schiuma metallica è un materiale costituito da una struttura metallica con un gran numero di pori riempiti di gas lungo la struttura. I pori di queste schiume metalliche possono presentarsi sotto forma di interconnessioni o guarnizioni ermetiche, note rispettivamente come schiume a celle aperte e a celle chiuse. Tra queste,schiuma di alluminioè attualmente la schiuma metallica con il più grande potenziale applicativo ed è nota come "stella di metallo" per una serie di eccellenti proprietà, quali elevata porosità, bassa densità, leggerezza, elevata resistenza, buona compressione, buon assorbimento degli urti, buon assorbimento acustico e schermatura elettromagnetica. "stella di metallo", ampiamente utilizzata nell'ingegneria aerospaziale, nella produzione e in altri metodi di lavorazione nel campo delle scienze fisiche.

Caratteristiche strutturali della schiuma di alluminio: (a) Schiuma di alluminio a celle aperte; (b) Schiuma di alluminio a celle chiuse

2. Proprietà e applicazioni diSchiuma di alluminio
La schiuma di alluminio è un metallo con un'elevata porosità e una struttura porosa, in cui i pori sigillati rappresentano circa tre quarti del volume totale del materiale metallico, rendendolo molto leggero. Oltre a queste proprietà, la schiuma di alluminio vanta notevoli proprietà di assorbimento energetico e un'elevata comprimibilità. Per quanto riguarda la densità, i ricercatori hanno scoperto che la maggior parte dei campioni di schiuma di alluminio ha una densità di circa 0,4-1,2 g-cm-³. Inoltre, la schiuma di alluminio è fonoassorbente, riciclabile e ha una bassa conduttività termica.

Struttura parziale della sentina resistente agli urti migliorata: 1 – pelle superiore; 2 –alluminiotraliccio in schiuma; 3 – pelle inferiore

Per quanto riguarda le applicazioni, la schermatura elettromagnetica, la leggerezza e le proprietà assorbenti della schiuma di alluminio la rendono un candidato ideale per componenti utilizzati in dispositivi di fusione controllata e nei settori automobilistico, aerospaziale ed edile, grazie alla sua capacità di resistere ad ambienti fisici estremi. Nei dispositivi di fusione controllata, la schiuma di alluminio a celle chiuse è un eccellente materiale di schermatura elettromagnetica. Grazie all'interconnessione dello scheletro di schiuma di alluminio, che presenta un'ampia superficie specifica e una buona capacità di assorbire e riflettere le onde elettromagnetiche, nella schiuma di alluminio si verificano vari tipi di perdite, come perdite di assorbimento e perdite di riflessione, che conferiscono alla schiuma di alluminio eccellenti proprietà di schermatura elettromagnetica. È stato inoltre riscontrato che l'efficacia di schermatura elettromagnetica della schiuma di alluminio diminuisce e aumenta con l'aumentare della frequenza delle onde elettromagnetiche. Nell'industria aerospaziale, la schiuma di alluminio viene utilizzata come componente nella produzione di coni spaziali o turbine, il che è particolarmente utile per ridurre il peso totale dei componenti aeronautici grazie alla sua ridotta massa. Inoltre, essendo un eccellente materiale in grado di assorbire l'energia, la schiuma di alluminio viene utilizzata nella produzione di respingenti per veicoli spaziali, smorzatori di vibrazioni e per il fondo delle capsule di rientro dei veicoli spaziali, consentendo atterraggi sicuri e proteggendo gli astronauti e le attrezzature spaziali. Assorbendo efficacemente l'energia e smorzando le vibrazioni, la schiuma di alluminio può garantire la sicurezza degli astronauti in caso di impatto durante l'atterraggio di un veicolo spaziale.
Nell'industria automobilistica, la schiuma di alluminio contribuisce a ridurre il numero totale di componenti utilizzati nel telaio, rendendo il processo di assemblaggio più efficiente, con conseguente riduzione dei costi e miglioramento delle prestazioni. Attualmente, la schiuma di alluminio viene utilizzata nelle barre di protezione, nelle traverse e nelle barre porta delle carrozzerie delle auto in commercio.

(a) Schema delle parti localizzate della carrozzeria che assorbono l'energia. (b) Schema di un telaio in alluminio.schiumabarra di sicurezza.

Nel settore edile, l'utilizzo principale dischiuma di alluminiofunge da barriera protettiva e ignifuga contro i rumori intensi. Esempi tipici di applicazioni architettoniche della schiuma di alluminio a celle chiuse sono la stazione della metropolitana di Londra e il SOHO Revival Square di Shanghai, dove i progettisti hanno utilizzato grandi quantità di schiuma di alluminio per l'assorbimento acustico e l'isolamento.

(a) (b) Fotografie della schiuma di alluminio utilizzata all'interno del SOHO Plaza di Shanghai; (c) Parete fonoassorbente composita in schiuma di alluminio + cavità metallica nella stazione di Bermondsey, metropolitana di Londra.

3. Conclusion
La scoperta della schiuma di alluminio è considerata una conquista straordinaria.schiuma di alluminioIl materiale combina eccellenti proprietà di schermatura elettromagnetica, leggerezza, bassa densità, smorzamento delle vibrazioni e assorbimento di energia, il che lo rende ampiamente applicabile in diversi settori industriali. È interessante notare che la schiuma di alluminio è anche un prodotto ecologico e riciclabile, il che significa che è un materiale sostenibile che si spera possa essere utilizzato in un gran numero di applicazioni industriali in futuro.