Smart materials e le cose che si autoriparano

Mimesis, l’arte che imita la natura. E la scienza ancora una volta mostra la propria abilità nel perfezionare le frontiere della natura. Ricostruendo principi naturali anche «a tavolino». O meglio, in laboratorio. È il caso degli «smart materials», materiali intelligenti capaci di modificare le proprie proprietà secondo gli stimoli esterni.

Tra questi, negli ultimi anni ampio spazio è dedicato agli studi sui materiali auto-riparanti. Che funzionano imitando, appunto, la natura. Nello specifico il corpo umano, nella sua capacità di guarire le ferite spontaneamente. Un «trucco», questo, che nella chimica dei materiali si realizza nei polimeri (macromolecole costituite da diversi gruppi molecolari) capaci, per la loro composizione, di ricucire uno strappo e sanare una ferita ripristinando il proprio assetto originario.

Un team del Dipartimento di Ingegneria Aerospaziale dell’Università dell’Illinois, guidato dal prof. Scott White, ha prodotto i primi materiali auto-riparanti ricorrendo ad un meccanismo di riparazione di tipo «metabolico», che si ispira cioè al sistema vascolare del corpo umano. Il polimero viene costruito inserendo al suo interno un complesso sistema di canali e vasi comunicanti contenente un liquido con funzione di agente rigenerante. Se sulla superficie del polimero si crea una frattura, si rompono anche i vasi: e il liquido si tramuta in un gel che provvede a «tappare» la frattura. Dopo alcuni minuti, poi, il gel si indurisce, ripristinando la normale funzionalità del materiale. Ed è di poche settimane fa la notizia che il gruppo coordinato da White è riuscito a creare un materiale plastico che ha «curato» da solo un foro di ben tre centimetri di diametro provocato da un proiettile. Quello metabolico è un sistema complesso e di difficile realizzazione, e parallelamente sono in corso studi che sfruttano un sistema di tipo non metabolico, dove l'input per la riparazione non è spontaneo ma indotto da stimoli esterni, elettrici o termici.

Nicole Orlando