Le proprietà dei materiali

Ogni oggetto che usiamo è fatto di uno o più materiali, e ciascun materiale si comporta in modo diverso. Il modo in cui un materiale si comporta si chiama proprietà. Le proprietà fisiche descrivono le caratteristiche che un materiale ha per sua natura, come il peso rispetto al volume, il colore, la capacità di far passare il calore o la corrente elettrica e la capacità di galleggiare. Per esempio, il piombo è molto pesante rispetto alla sua grandezza, mentre il polistirolo è leggerissimo, perché contiene molta aria.

Le proprietà meccaniche mostrano come un materiale reagisce quando viene sottoposto a una forza, cioè quando lo si spinge, lo si tira, lo si schiaccia o lo si piega. La durezza è la capacità di non farsi scalfire o segnare da un altro materiale: il diamante è durissimo e può rigare quasi tutto, mentre il sapone o il gesso si graffiano facilmente. L'elasticità è la capacità di un materiale di tornare alla forma iniziale dopo essere stato deformato. Un elastico o una molla sono molto elastici, mentre l'argilla cruda, una volta premuta, conserva la forma nuova. La resistenza indica quanto un materiale sopporta una forza senza rompersi. L'acciaio, ad esempio, resiste molto bene, ed è per questo che si usa nei ponti e nelle travi degli edifici.

Un'altra proprietà molto importante è la conducibilità, che può essere termica o elettrica. Un materiale conduttore lascia passare facilmente il calore o la corrente, mentre un materiale isolante li ostacola. I metalli, come il rame e l'alluminio, sono buoni conduttori: per questo le pentole sono di metallo e i fili elettrici contengono rame. La plastica, la gomma e il legno asciutto, invece, sono isolanti. Per questo i fili elettrici sono rivestiti di plastica e i manici delle pentole sono spesso di legno o di plastica, così da non scottare le mani.

Esistono poi le proprietà tecnologiche, che indicano quanto un materiale si presta a essere lavorato. La duttilità è la capacità di un materiale di essere trasformato in fili sottili, come avviene per il rame. La malleabilità è la capacità di un materiale di essere ridotto in lastre sottili senza rompersi, come l'alluminio dei fogli da cucina. La fusibilità è la possibilità di fondere il materiale e di versarlo in uno stampo, come si fa con molti metalli. Il vetro, riscaldato, diventa morbido e può essere modellato in bottiglie e bicchieri. Queste proprietà permettono di capire quali lavorazioni sono adatte a ciascun materiale.

Quando si deve costruire un oggetto, bisogna scegliere il materiale più adatto in base alla funzione che l'oggetto dovrà svolgere. Un casco deve essere resistente agli urti e leggero, quindi si usa plastica rigida con un'imbottitura che assorbe i colpi. Una finestra deve far passare la luce, perciò si usa il vetro, che è trasparente. Oltre alle proprietà, contano anche il costo, la facilità di reperire il materiale, l'aspetto e l'impatto sull'ambiente. Per questo molti oggetti sono fatti con più materiali, ognuno scelto per la sua qualità migliore, e oggi si preferiscono sempre più i materiali che possono essere riciclati.