Svolta nella scienza dei materiali: creato il primo gel auto-riparante che imita la pelle umana

Un materiale innovativo che riproduce le proprietà della pelle

Un gruppo di ricercatori della Aalto University in Finlandia e dell’Università di Bayreuth in Germania ha compiuto una svolta significativa nel campo della scienza dei materiali. Sono riusciti a creare il primo gel capace di combinare resistenza e flessibilità, caratteristiche tipiche della pelle umana, con la straordinaria capacità di auto-ripararsi. Questa innovazione, pubblicata sulla prestigiosa rivista Nature Materials, promette di superare i limiti dei materiali artificiali esistenti, che finora erano in grado di replicare solo una di queste proprietà.

Dalla medicina alla robotica: le infinite applicazioni del nuovo gel

Le potenziali applicazioni di questo innovativo gel sono vastissime. Potrebbe rivoluzionare la somministrazione di farmaci, accelerare la guarigione delle ferite, portare allo sviluppo di pelle artificiale avanzata e consentire la creazione di nuovi sensori robotici più sensibili e resistenti. La capacità di auto-riparazione, in particolare, apre scenari inediti per dispositivi medici impiantabili e robot capaci di operare in ambienti ostili.

Il segreto della formula: nanofogli di argilla e raggi UV

Per ottenere le proprietà desiderate, i ricercatori, guidati da Chen Liang della Aalto University, hanno aggiunto all’idrogel dei fogli ultrasottili di argilla, noti come nanofogli. Successivamente, il composto è stato esposto a una lampada a raggi UV, simile a quelle utilizzate per indurire lo smalto per unghie. I raggi UV inducono le molecole a legarsi tra loro e a intrecciarsi, creando una struttura che conferisce al materiale la capacità di auto-ripararsi. In caso di taglio, le molecole riprendono immediatamente a intrecciarsi, riparando il danno in tempi sorprendentemente brevi: l’80-90% della riparazione avviene in sole 4 ore, mentre il processo si completa in 24 ore.

Resistenza e flessibilità: un equilibrio perfetto

I nanofogli di argilla svolgono un ruolo cruciale nel conferire al materiale sia resistenza che flessibilità. Un solo millimetro di idrogel contiene circa 10.000 di questi nanofogli, creando una struttura complessa e robusta. Come sottolinea Hang Zhang della Aalto University, uno degli autori dello studio, “Gli idrogel rigidi, resistenti e auto-riparanti sono da tempo una sfida”. La scoperta di questo nuovo meccanismo di rinforzo potrebbe rivoluzionare lo sviluppo di materiali con proprietà ispirate alla biologia, aprendo nuove prospettive per la scienza dei materiali.

Un passo avanti verso materiali intelligenti e sostenibili

La creazione di questo gel auto-riparante rappresenta un importante passo avanti nella ricerca di materiali intelligenti e sostenibili. La capacità di auto-riparazione non solo prolunga la vita utile dei materiali, ma riduce anche la necessità di sostituirli frequentemente, con benefici significativi per l’ambiente. Ulteriori ricerche e sviluppi in questo campo potrebbero portare a soluzioni innovative per affrontare sfide globali come la gestione dei rifiuti e la creazione di dispositivi medici più efficienti e duraturi.