Un volo ipersonico, che viaggi cioè oltre Mach 5 (oltre 6100 km all'ora, circa 1,7 km al secondo), potrebbe ipoteticamente impiegare appena 90 minuti per portarci da Londra a New York, da una sponda all'altra dell'Oceano Atlantico. Tuttavia ci sono diversi problemi tecnologici da superare, tra queste una delle principali è legata al calore estremo. Una soluzione è adottare combustibili in grado di assorbire calore mentre alimentano l'aereo. Questa soluzione però pone a sua volta sfide complesse, che la stampa 3D potrebbe però aiutare a risolvere.
I carburanti di questo tipo infatti hanno temperature di combustione assai elevate, che richiedono l'impiego di materiali speciali tanto per le camere di combustione stessa che per i catalizzatori, ossia il dispositivo impiegato per decomporre e accendere il carburante. Inoltre, gli scambiatori di calore in cui il carburante entra in contatto con i catalizzatori devono essere il più piccoli possibile, a causa dei vincoli di volume e peso stringenti negli aerei ipersonici.
Ed è proprio per realizzare questo nuovo tipo di nuovi catalizzatori che un team di ricerca della RMIT University di Melbourne, in Australia, ha stampato in 3D piccoli scambiatori di calore fatti di leghe metalliche e li ha rivestiti con minerali sintetici noti come zeoliti. Le dimostrazioni di laboratorio del team mostrerebbero che i catalizzatori stampati in 3D potrebbero potenzialmente essere utilizzati per alimentare il volo ipersonico mentre contemporaneamente raffreddano il sistema. Quando le strutture stampate in 3D si riscaldano, parte del metallo si sposta nella struttura della zeolite, un processo cruciale per l'efficienza senza precedenti dei nuovi catalizzatori.
"È una nuova entusiasmante direzione per la catalisi, ma abbiamo bisogno di ulteriori ricerche per comprendere appieno questo processo e identificare la migliore combinazione di leghe metalliche per il massimo impatto", hanno commentato i ricercatori, che ora stanno lavorando a ottimizzare ulteriormente i propri catalizzatori. I ricercatori inoltre sperano anche di estendere le potenziali applicazioni del lavoro nel controllo dell'inquinamento atmosferico per veicoli e dispositivi in miniatura per migliorare la qualità dell'aria interna, particolarmente importante nella gestione dei virus respiratori presenti nell'aria come COVID-19.