I nanomateriali 'intelligenti' che si adattano agli stimoli

13/07/2012 2045

Il risultato di una ricerca realizzata dall'Università di Harvard ha dimostrato che è possibile progettare nanomateriali “intelligenti”, in grado di modificare alcune loro proprietà, allo stesso modo in cui gli esseri viventi adattano alcuni valori come la temperatura, il ph, la pressione, oppure la presenza o assenza di alcune molecole a seconda del contesto ambientale in cui sono inseriti.

Vengono chiamati “Smarts” (Self-regulated Mechano-chemical Adaptively Reconfigurable Tunable System) ovvero “sistemi meccanico-chimici auto-regolati adattativi riconfigurabili e sintonizzabili”. Nell’ambito della ricerca rappresentano un grande passo che finora era stato considerato solo a livello teorico.

Le applicazioni di questi nuovi materiali potrebbero essere numerose, come ad esempio nell’ingegneria biomedica per produrre dispositivi capaci di regolare le funzioni corporee oppure nell’edilizia nei materiali da costruzione capaci di regolare autonomamente l'utilizzo dell'energia o la temperatura.

Il team di Harvard è stato ispirato dal fenomeno della omeostasi, cioè la tendenza degli organismi viventi al raggiungimento di una relativa stabilità interna delle proprietà chimico-fisiche per il quale tale stato di equilibrio deve mantenersi nel tempo, anche al variare delle condizioni esterne, attraverso dei precisi meccanismi autoregolatori.

Su questo principio è stato prodotto il primo materiale artificiale: un idrogel in grado di mantenere costante la temperatura reagendo autonomamente alle variazioni esterne. Questo materiale ha le stesse caratteristiche di un muscolo, la capacità di contrarsi o espandersi a seconda della variazione di temperatura.

Il sistema è composto di due strati: un gel sensibile alla temperatura in grado di controllare l'ingresso di alcune molecole 'di accensione', separato da un 'foglio' contenente molecole capaci di rilasciare energia. Gli stimoli di calore esterno fanno reagire il gel come un interruttore, permettendo di far entrare o uscire le molecole energetiche.