La Chimica dei Supereroi #3: Iron Man

Nuovo episodio della rubrica dedicata alla scienza dei supereroi. Questa volta parleremo di un personaggio che viene confidenzialmente chiamato "testa di ferro". Partendo quindi dal ferro, passeremo a parlare degli elementi chimici che utilizza, ma soprattutto degli ultimi ritrovati della tecnologia.

Iron Man

Tony Stark è un industriale milionario che inventa e produce armi. Dopo essere caduto in un'imboscata in zona di guerra, a seguito dello scoppio di uno shrapnel, si ritrova con dei frammenti metallici diretti verso il cuore. Catturato da un signore della guerra, gli viene imposto di creare delle armi per lui, mentre gli viene impiantata una piastra magnetica per rallentare le schegge. Tony prende tempo fingendo di lavorare alle armi, mentre realizza un potente esoscheletro con cui fuggire dalla sua prigionia. Una volta tornato in America, Tony potenzia la sua armatura e diviene il supereroe Iron Man.

Elementi
Nel film Iron Man Tony Stark dice che la sua armatura è realizzata in una lega oro/titanio. L'oro è inossidabile (resistente agli agenti corrosivi), però è troppo tenero per un uso tecnologico, quindi viene utilizzato in lega. Anche le leghe di titanio resistono bene alla corrosione, inoltre sono resistenti come l’acciaio, ma leggere come l’alluminio, e offrono anche una certa elasticità. Perciò la combinazione di questi due elementi con altri metalli darebbe una lega con delle ottime caratteristiche.

L'alimentazione dell'armatura si basa su di un reattore Arc (la cui tecnologia però non è ben specificata) con una pila al palladio. Nel film Iron Man 2 questo elemento, che impedisce anche alla schegge metalliche di raggiungere il cuore di Tony, lo sta però avvelenando (il palladio a lungo andare è infatti epatossico e nefrotossico); così è costretto a cercarne un sostituto. Dato che nessun elemento esistente si rivela adatto, costruisce nel proprio laboratorio un piccolo acceleratore di particelle per crearne uno nuovo. Il fatto è che qualsiasi nuovo elemento è però instabile: oltre ad avere un'emivita di pochi millisecondi (o anche meno), sarebbe di certo radioattivo, il che non lo renderebbe una buona scelta. A meno che (ma è una teoria ancora in parte da dimostrare) non si ottenga un elemento che rientri nella cosiddetta "isola di stabilità": si tratta della possibilità teorica di avere elementi superpesanti stabili, grazie a un "numero magico" di protoni e neutroni (le particelle del nucleo atomico), cioè una loro combinazione numerica particolarmente favorevole. Bisogna anche aggiungere che si teorizza che esista un limite al sistema periodico: secondo il premio Nobel Richard Feynman, l'elemento più pesante che possa esistere è il 137 (ma ci sono altre opinioni in merito). A oggi siamo arrivati al 118, l'oganesson.

Nanotecnologie 
Nel film Avengers - Infinity War Tony Stark utilizza un nuovo modello di armatura basata sulle nanotecnologie. Con questo termine s’intendono elementi tecnologici le cui dimensioni sono dell’ordine del nanometro (un miliardesimo di metro), ovvero paragonabili a quelle atomiche, in cui divengono importanti gli effetti quantistici (proprietà ulteriori della materia). Questa armatura usa una tecnologia (attualmente solo ipotetica) chiamata "nebbia utile": un materiale intelligente polimorfo, consistente in una moltitudine di nanorobot disposti in un agglomerato informe. Questi sarebbero in grado di interagire tra loro per modificare la propria posizione all'interno della nube, dando all'agglomerato una forma differente ogni volta lo si richieda; l'interazione con un essere umano avverrebbe attraverso un software che comunica i comandi da eseguire. 
Attualmente le nanotecnologie lavorano in un'altra direzione, ovvero per mezzo di molecole: sono le macchine molecolari, sistemi che riproducono in piccolo operazioni complesse che nel mondo macroscopico sono effettuate da macchine, mentre qui da molecole. Sono già state progettate navette, ascensori, pinze e scatole molecolari. Con sistemi opportunamente progettati è possibile realizzare dei circuiti elettrici, simili a quelli che usiamo nella vita di tutti i giorni, per trasferire energia: si possono realizzare antenne con dei fotosensibilizzatori per raccogliere energia luminosa e convertirla in corrente elettrica (in poche parole dei pannelli fotovoltaici molecolari), e trasferirla poi attraverso un filo elettrico molecolare. Cosa che le piante fanno già da milioni di anni con la fotosintesi clorofilliana. Si possono anche progettare interruttori per accendere/spegnere a piacimento il circuito (attraverso una reazione chimica reversibile) oppure delle prolunghe con dei sistemi presa/spina (da innestare/disinnestare variando le condizioni dell'ambiente chimico). Notare che la spina può essere inserita solo se le dimensioni con la presa sono compatibili, esattamente come avviene nel mondo macroscopico.

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