apr 19, 2010

Biomimesi: Materiali Privi di Sostanze Chimiche, Idrorepellenti Ispirati dai Peli di Ragno

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Osservando molto attentamente i peli sul corpo dei ragni, gli scienziati dell’Università della Florida hanno pensato un modo per creare una superficie piana, idrorepellente e autopulente in modo che con un colpo d’acqua si possa raccogliere e portare via lo sporco immediatamente. Questo potrebbe essere l’ideale per qualsiasi cosa, dagli imballaggi alimentari, alle finestre, alle celle solari che devono rimanere pulite per raccogliere la luce solare.

Biomimesi, Natura e Nanotecnologie

MSNBC riferisce che ciò che rende la nuova superficie davvero unica è che, a differenza di altri prodotti simili, come la cera per le scarpe o i trattamenti per i parabrezza delle auto, il nuovo materiale non include sostanze chimiche con proprietà idrorepellenti, per restare asciutto. Al contrario i suoi blocchi di superficie respingono l’acqua imitando la forma e il modello dei peli del corpo del ragno. In altre parole, la fisica, non la chimica, è ciò che mantiene la superficie asciutta.

Da sempre i ragni utilizzano i loro peli idrorepellenti per rimanere asciutti ed evitare di annegare, specie i ragni d’acqua, che usano i loro peli per catturare bolle d’aria e trasportarle con loro al fine di respirare sott’acqua. Ma è stato solo cinque anni fa che Wolfgang Sigmund, un professore di scienza dei materiali e ingegneria presso l’Università della Florida, ha iniziato a condurre esperimenti con fibre microscopiche, ispirandosi ai ragni. “La maggior parte delle persone che pubblicano in questo campo vanno sempre più in cerca di strutture perfette; siamo i primi a dimostrare che i “cattivi” hanno le armi migliori” ha affermato Sigmund.

In un primo momento egli ha pensato di rendere tutte le fibre della stessa dimensione e distanza l’una dall’altra. Ma ha poi, appreso che i peli sul corpo di un ragno sono disposti in maniera non uniforme, ma differenti in lunghezza fra lunghi e corti, storti o lisci. Così ha deciso di imitare la natura e replicare questo modello random utilizzando peli in plastica di varie dimensioni, ma una media di lunghezza di circa 600 micron.

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Superfici Autopulenti: Mille Usi

L’idea di realizzare celle solari autopulenti viene subito in mente, ma c’è una vasta gamma di potenziali usi. Progettisti di imbarcazioni potrebbero un giorno realizzare i cappotti degli scafi con questo materiale, rendendo le barche più veloci e più efficienti. La tecnica, descritta in dettaglio sulla rivista Science Langmuir, può essere applicata anche a diversi materiali assorbenti, come le spugne. La tecnologia infatti può anche essere più sicura di altre forme di impermeabilizzazione in quanto il metodo non prevede l’uso di sostanze chimiche. Sigmund afferma di aver anche sviluppato una variante della superficie che respinge olio. Tuttavia egli ha osservato che le differenti tecniche devono essere ancora sviluppate al meglio per la produzione su larga scala di superfici in grandi quantità e in diverse dimensioni.

“Siamo agli inizi” afferma Sigmund. “Ma c’è molto interesse da parte dell’industria, perché la nostra superficie è la prima che può respingere sia acqua calda sia acqua fredda e, se si cambia la composizione chimica, contemporaneamente olio che acqua”.

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