La Scienza e l'Ingegneria dei Materiali

Per fabbricare i suoi manufatti l’uomo si serve di materiali. Considerando la dinamica della società umana fin dai tempi della preistoria è evidente come la scoperta e l'uso di un ben preciso materiale abbia condizionato in maniera determinante lo sviluppo della società stessa (età della pietra, del bronzo, del ferro…, età del silicio, del carbonio…)


La necessità di materiali innovativi, dotati di proprietà specifiche, spesso eccezionali, per applicazioni avanzate nei settori delle costruzioni, dei trasporti, dell’esplorazione dello spazio, dell’elettronica, dell’informatica, delle telecomunicazioni, ecc. ha portato negli ultimi decenni ad un vertiginoso aumento dei materiali disponibili. Mentre nei primi anni del ‘900 i materiali a disposizione del progettista erano dell’ordine di poche decine, oggi superano il centinaio di migliaia ed ogni giorno la loro gamma si arricchisce, con tipologie sempre più articolate che spaziano dai materiali compositi ai tecnopolimeri, dalle leghe superplastiche ai superconduttori, dai ceramici tenaci ai biomateriali.


Dal riconoscimento del fatto che la progressione della nostra tecnologia è maggiormente limitata dal reperimento del materiale adatto a compiere certe funzioni una volta integrato nel relativo manufatto piuttosto che dalla abilità umana nel costruire il manufatto stesso (basti pensare ai limiti intrinseci dettati dal silicio nella tecnologia elettronica) è nata la consapevolezza che per soddisfare le esigenze delle nuove tecnologie (dai nuovi mezzi di comunicazione in rete telematica, allo spazio e alle nuove tecnologie biomediche) i materiali devono essere progettati ad hoc, applicando le conoscenze più avanzate della chimica,della fisica e dell'ingegneria.
E’ nata così la Scienza ed Ingegneria dei Materiali, una disciplina giovane che ha assunto una sua definizione autonoma dalle discipline classiche da poco più di una trentina di anni, proprio in conseguenza sia dei progressi compiuti dalla scienza nella conoscenza dei solidi, sia della sempre crescente domanda di nuovi prodotti dotati di proprietà mirate e compatibili con un razionale modello di sviluppo della società moderna. Ciò richiede la progettazione, la sintesi e la caratterizzazione del materiale a livello microscopico. La Scienza dei Materiali rappresenta, allora, la scienza delle relazioni che intercorrono tra le proprietà di un materiale e la sua struttura (a livello atomico, elettronico, molecolare, cristallino o supramolecolare). Gli aspetti più tecnologici relativi alle lavorazioni ed all’utilizzo dei materiali sono di competenza dell’Ingegneria dei Materiali, anche se ai tempi nostri è difficile marcare un confine netto tra le due branche relative alla Scienza ed alla Ingegneria.
Per sua natura la Scienza ed Ingegneria dei Materiali è una branca del sapere in continua e rapida evoluzione. La sua interdisciplinarietà rappresenta una innovazione culturale che porta al superamento dei tradizionali confini tra le discipline scientifiche di base ed applicate coltivate nella Facoltà di Scienze (fisica, chimica, biologia e scienze della terra) e nella Facoltà di Ingegneria.


La Scienza e Ingegneria dei Materiali viene oggi considerata una delle tre tecnologie chiave nel futuro dei paesi sviluppati, insieme alle tecnologie dell’informazione e alle biotecnologie. Essa influenza la nostra vita di ogni giorno in molti modi, riducendo i costi e migliorando le prestazioni dei prodotti, promuovendo direttamente lo sviluppo di nuovi dispositivi basati sui nuovi materiali e fornendo i mezzi per uno sviluppo ecosostenibile.