Per decenni, Spider-Man ha ispirato grandi e piccini con le sue incredibili ragnatele che gli permettono di oscillare tra gli edifici e catturare i suoi nemici. Tuttavia, se finora queste imprese appartenevano al regno della finzione, i ricercatori della Tufts University, negli Stati Uniti, hanno fatto un grande passo avanti verso la trasformazione di questo sogno in realtà. Hanno infatti sviluppato una tecnologia in grado di proiettare fibre di seta adesive e solide come le tele dell’uomo ragno. Sebbene questa innovazione sia ancora agli inizi, apre la strada a molte applicazioni affascinanti.
Sommaire
La natura come fonte di ispirazione
Per sopravvivere, piante e animali hanno sviluppato strategie ingegnose per adattarsi al loro ambiente. Tra questi adattamenti, il produzione della seta è un meccanismo affascinante utilizzato da diverse specie, soprattutto ragni così come alcuni insetti come farfalle e mosche. La seta consente loro di costruire bozzoli, tessere ragnatele per catturare le prede o persino creare strutture di movimento.
La seta di ragno è particolarmente famosa per le sue notevoli proprietà: fine, leggera, ma incredibilmente durevolepuò supportare carichi impressionanti pur rimanendo flessibile. Questa ingegnosità naturale ha ispirato i ricercatori del Silklab della Tufts University a sviluppare nuovi materiali innovativi a base di seta.
Questo laboratorio è già all’origine di numerosi progressi tecnologici. Ispirandosi alle proprietà della seta, i ricercatori sono riusciti a sviluppare adesivi ultra potenti in grado di funzionare sott’acqua, sensori per monitorare l’ambiente e persino rivestimenti commestibili che prolungano la durata di conservazione del cibo. Restava però una sfida importante: replicare la capacità dei ragni di creare fili di seta forti e multifunzionali come quelli che usano per tessere le loro tele.
La scoperta accidentale porta a un’innovazione incredibile
Come spesso accade nel mondo scientifico, la scoperta delle fibre ispirate L’Uomo Ragno è stato il risultato di un felice incidente. Marco Lo Presti, professore assistente di ricerca presso la Tufts University, inizialmente ha lavorato alla creazione di adesivi forti basati su fibroina seta, una proteina che costituisce i fili di seta naturale. Un giorno, mentre puliva le attrezzature con acetone, osservò che delle fibre, simili a ragnatele, si formavano spontaneamente. Questa scoperta inaspettata lo spinse a studiare più da vicino la reazione chimica e a capire come la fibroina della seta potesse passare rapidamente dallo stato liquido a quello solido.
Con questa osservazione, Lo Presti e il suo team sono riusciti a perfezionare il processo. Aggiungendo dopamina alla soluzione di fibroina di seta, loro accelerato la solidificazione del materiale. Quando questa soluzione viene estrusa attraverso un ago ed esposta all’aria, si trasforma istantaneamente in un filo resistente aderendo alle superfici che tocca. Per migliorare ulteriormente la resistenza delle fibre, i ricercatori hanno incorporato chitosanouna sostanza estratta dagli esoscheletri degli insetti che aumenta così la resistenza delle fibre fino a 200 volte la loro forza iniziale.
Queste straordinarie fibre possono variare in spessore, dalla dimensione di un capello umano a mezzo millimetro. Nei test di laboratorio si sono dimostrati capaci di sollevare oggetti fino a 80 volte più pesanti di loro come un bullone d’acciaio o un bozzolo di seta. Permettevano addirittura di spostare oggetti più complessi, come un bisturi parzialmente sepolto nella sabbia, su distanze fino a dodici centimetri.
Potenziali applicazioni di questa innovazione
Se questo tecnologia è ancora agli inizi, le sue applicazioni sono vaste e promettenti. Queste fibre potrebbero infatti essere utilizzate in moltissimi campi come quello della medicina dove permetterebbero di manipolare oggetti delicati senza toccarli direttamente o in ambienti dove è pericoloso o impossibile per un essere umano intervenire fisicamente. Inoltre, con la loro capacità di aderire a varie superfici, potrebbero svolgere un ruolo importante nella costruzione di strutture flessibili e resistenti.
Naturalmente, la seta naturale prodotta dai ragni rimane circa 1.000 volte più resistente delle fibre sintetiche coltivate in laboratorio. Tuttavia, questa scoperta segna un passo da gigante verso un uso più ampio di materiali ispirati alla natura. I ricercatori sperano che con ulteriori progressi si possano migliorare ulteriormente la resistenza e la versatilità di queste fibre.
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