Quando pensiamo ai film di fantascienza, siamo spesso colpiti dalle scene più suggestive e piene di effetti speciali.

Tutti noi abbiamo indossato un mantello o una maschera dei nostri supereroi preferiti. E voi siete team Marvel o DC?

Questo articolo sarà il primo di una serie che esplorerà il mondo dei fumetti e dei film sui supereroi da una prospettiva scientifica. Scopriremo insieme quanto di scienza, e soprattutto quanto di chimica, si nasconde dietro a questo affascinante universo.

ALLA RICERCA DEI POTERI REALI

Da decenni, i supereroi hanno affascinato milioni di persone in tutto il mondo. Attraverso fumetti, film e serie televisive, queste figure iconiche incarnano ideali di giustizia, coraggio e altruismo. Tuttavia, dietro i mantelli e le maschere si cela un mondo ancora più affascinante: quello della scienza.

Ovviamente si parla sempre di fantascienza, ma si sa: anche nei piccoli spiragli e zone grigie, la scienza colma gli spazi vuoti!

Ai supereroi sono stati affidati superpoteri che permettono loro di compiere azioni sorprendenti o apparentemente impossibili. Ma è davvero così? Sono realmente poteri così “impossibili”, o in natura esistono dei fenomeni in qualche modo assimilabili a queste facoltà? Eppure non ci rendiamo conto, ma alcune delle scene più iconiche e di alcuni di questi poteri potrebbero effettivamente avere una descrizione scientifica, anche se esaltata e romanzata alcune volte più del reale.

In questa serie di articoli cercheremo di affrontare insieme la chimica dietro ai supereroi, quanto c’è di vero o di falso dietro a questo mondo!

LA CHIMICA DIETRO IL COSTUME DI BATMAN

In questo primo articolo della nostra serie dedicata alla chimica dei supereroi, esploreremo uno dei più celebri vigilantes dell’universo dei fumetti: Batman. Perché proprio Batman? Il mio eroe preferito, dovrei avere ancora foto di repertorio dove sfoggiavo il mio costume a carnevale, ma meglio non impressionarvi troppo. Il mio supereroe dell’infanzia è conosciuto per la sua intelligenza, il suo coraggio e la sua abilità nell’affrontare il crimine senza possedere alcun superpotere.

Celebre la sua risposta nel film della DC “Justice league”: “Qual è il tuo superpotere? -Sono ricco.”

Proprietario delle Wayne Industries, la Wayne Tower, Wayne Manor, il ricchissimo Bruce può permettersi tutti “i giocattoli” supertecnologici.

E quindi vi domanderete: cosa c’entra la chimica con Batman?

Batman si distingue quindi per la mancanza di superpoteri, affidandosi invece all’allenamento fisico e, naturalmente, a una serie di strumenti tecnologici avanzati. Uno degli elementi chiave che contribuiscono alla sua iconica immagine è il suo costume, noto per la sua resistenza e durabilità straordinarie. In questo articolo, esploreremo la chimica dietro il materiale principale del costume di Batman.

Batman (Christian Bale) nel film Il cavaliere oscuro

Batman (Christian Bale) nel film Il cavaliere oscuro

Il costume di Batman, parliamo del Batman di Christopher Nolan, oltre a essere un simbolo di paura per i criminali di Gotham City, è anche una straordinaria creazione tecnologica che si basa su principi scientifici avanzati. Al di là della sua resistenza e versatilità, il cuore del costume di Batman risiede nella sua capacità di proteggere l’eroe dai pericoli del mondo criminale, tra cui le sostanze tossiche, il fuoco e persino le radiazioni.

Una delle componenti chiave del costume di Batman è il materiale protettivo che lo riveste. Questo tessuto avanzato è progettato per resistere alle forze esterne, garantendo al contempo la libertà di movimento necessaria per le acrobazie e i combattimenti del Cavaliere Oscuro. Ma cosa c’è dietro questa incredibile resistenza?

La risposta si trova nella chimica dei materiali. Il costume di Batman è spesso descritto come realizzato con un tessuto composito che incorpora fibre sintetiche di ultima generazione. Queste fibre sono progettate per essere estremamente leggere e flessibili, ma allo stesso tempo incredibilmente robuste.

Entriamo insieme nel mondo dei polimeri e soprattutto cerchiamo di capire quanto c’è di chimica e quanta invece fantascienza troviamo nel film.

LE FANTASTICHE PROPRIETA’ DEL KEVLAR

Partiamo con una domanda: cos’è il Kevlar?

Nel 1964, la chimica statunitense Stephanie Louise Kwolek e il suo team di ricerca presso DuPont stavano lavorando alla sintesi di una fibra leggera ma resistente, per l’uso come rinforzo nei pneumatici. Durante gli esperimenti di laboratorio, combinando due molecole chiamate monomeri – la 1,4-fenilendiammina e il cloruro di tereftaloile – in modo casuale, ottennero un polimero aromatico, simile a una catena bicolore, che Kwolek chiamò Kevlar. Questa scoperta casuale si rivelò essere un materiale eccezionale, leggero e resistente, ideale per una vasta gamma di applicazioni.

Sintesi chimica del Kevlar

Sintesi chimica del Kevlar: CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=92686

Il Kevlar è una fibra organica della famiglia delle poliammidi aromatiche (aramidi). La struttura chimica di Kevlar® è costituita da diversi legami intercatena che si ripetono. Queste catene sono reticolate con legami a idrogeno, fornendo una resistenza alla trazione 10 volte maggiore dell’acciaio a parità di peso.

FIG. Struttura chimica del Kevlar con legami idrogeno intermolecolari mostrati come linee tratteggiate. From Wikimedia
https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Kevlar_chemical_structure_H-bonds.svg#/media/File:Kevlar_chemical_structure_H-bonds.svg

Le sue proprietà includono stabilità termica fino a oltre 400°C, bassa conduttività elettrica, alta resistenza chimica, basso restringimento termico, stabilità dimensionale eccellente e resistenza agli incendi.

Fibra di Kevlar.
Di Cjp24 – Opera propria, CC BY-SA 3.0

Principalmente noto per la protezione antibalistica e contro i corpi contundenti, il Kevlar trova applicazioni in guanti protettivi, giubbotti antiproiettile, barriere anti-incendio e anti-esplosione. Nelle forze dell’ordine, migliaia di agenti sono sopravvissuti a ferite potenzialmente mortali grazie a questa fibra.

La combinazione di leggerezza e resistenza ha reso il Kevlar una scelta popolare anche nell’esercito americano per attrezzature militari e aerospaziali sin dal 1991.

KEVLAR E NOMEX

Nel costume di Batman le fibre di kevlar sono unite a fibre di Nomex, un isomero di posizione del kevlar. Chimicamente può esser considerato un nylon aromatico, la variante del Kevlar. È venduto sia sotto forma di fibra che di fogli, utilizzato per produrre oggetti resistenti al calore ed alle fiamme.

Le sue fibre non possono allinearsi come quelle del kevlar, quindi ha una minore resistenza meccanica; in compenso è notevolmente resistente al calore e alle fiamme, oltre che ad agenti chimici.

Inoltre, il costume di Batman può incorporare tecnologie avanzate, come sistemi di raffreddamento o sensori di tossicità, che monitorano costantemente l’ambiente circostante e forniscono all’eroe informazioni vitali per affrontare le sfide che gli si presentano.

CHIMICA O FANTACHIMICA?

Il costume di Batman, come molti altri aspetti dei fumetti e dei film sui supereroi, è una combinazione affascinante di elementi scientifici reali e concetti di fantasia. Vediamo in che modo la chimica vera e propria si mescola con la fantascienza nel costume del Cavaliere Oscuro.

Chimica Reale:

  • Materiali avanzati: Nel mondo reale, esistono tessuti avanzati che incorporano principi chimici per conferire resistenza, flessibilità e altre proprietà desiderabili. I polimeri, ad esempio, possono essere progettati per essere leggeri ma resistenti, il che richiede una comprensione profonda della chimica dei materiali.
  • Trattamenti antimicrobici e idrorepellenti: Rivestimenti chimici che proteggono i tessuti da batteri, funghi e liquidi sono una realtà. Materiali come l’argento sono noti per le loro proprietà antimicrobiche, e ci sono stati sviluppi significativi nella creazione di rivestimenti idrorepellenti che respingono acqua e altre sostanze.
  • Sensori integrati: Anche se non al livello di sofisticazione dei dispositivi nei fumetti, esistono sensori chimici reali che possono rilevare la presenza di sostanze tossiche nell’ambiente. Questi sensori potrebbero essere incorporati in indumenti intelligenti per avvertire l’utente di potenziali pericoli.

Invece per quanto riguarda la fantachimica:

  • Estrema resistenza e flessibilità: Sebbene esistano materiali tecnologici avanzati, la combinazione di estrema resistenza, flessibilità e leggerezza come nel costume di Batman è ancora fantascienza. Materiali così versatili non sono ancora stati sviluppati nella realtà.
  • Protezione da radiazioni e agenti chimici: Sebbene esistano indumenti protettivi per lavoratori industriali o militari, l’idea di un tessuto che protegge efficacemente contro radiazioni e sostanze chimiche dannose come nel costume di Batman è ancora molto lontana dalla realtà attuale.
  • Tecnologie integrate: Sebbene siano in corso ricerche su tessuti intelligenti e dispositivi indossabili, come sensori di tossicità o sistemi di raffreddamento incorporati, le capacità mostrate nel costume di Batman superano di gran lunga ciò che è attualmente possibile.

In conclusione, mentre alcuni aspetti del costume di Batman sono ispirati da principi scientifici reali e tecnologie emergenti, molte delle sue caratteristiche più fantasiose rimangono nel regno della pura immaginazione. Tuttavia, questo non diminuisce l’entusiasmo e l’ispirazione che possiamo trarre da queste storie e concetti, che spesso ci spingono a esplorare nuove frontiere nella scienza e nella tecnologia.

Dott. Francesco Domenico Nucera

FONTI:

  1. Stephanie Kwolek, Hiroshi Mera e Tadahiko Takata, “High-Performance Fibers”, in Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry, Wiley-VCH, Weinheim, 2002. https://doi.org/10.1002/14356007.a13_001
  2. https://web.archive.org/web/20070320005408/http://www.dupont.com/kevlar/whatiskevlar.html
  3. https://www.dupont.it/brands/kevlar.html