Da Cambridge un materiale elastico, forte e sostenibile che imita la seta di ragno

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L’acqua è da sempre un elemento centrale per la vita dell’uomo: è alla base di tutte le forme di vita conosciute e assume un ruolo fondamentale nel nostro pianeta a livello civile, agricolo e industriale. Sin dai tempi antichi l’uomo ne ha sempre riconosciuta l’importanza, identificandola come uno dei principali elementi, ricco di valori simbolici e persino religiosi. La superficie stessa del nostro pianeta è ricoperta per il 71,11% d’acqua. Inoltre, è un ottimo solvente e viene studiata sia come miscela liquida che come composto chimico puro.

Per queste caratteristiche l’acqua, sotto svariate forme, è uno dei maggiori protagonisti della vita quotidiana degli esseri umani. Molti degli oggetti che utilizziamo, per esempio, sono composti per la maggior parte dalla celebre H2O!

Anche nel settore tessile e del design molti esperti stanno dando sempre più rilievo all’acqua, puntando verso modalità innovative di produzione e solidi principi di sostenibilità a cui ispirarsi.

È a partire dall’acqua che un team di chimici e architetti dell’Università di Cambridge è riuscito a creare a partire da precedenti tecniche di produzione di seta di ragno artificiale, delle fibre super elastiche e resistenti quasi completamente composte d’ acqua, che potrebbero essere utilizzate per la produzione di sensori, tessuti e altri materiali.

La seta di ragno è uno dei materiali più resistenti in natura, e gli scienziati hanno cercato di copiare le sue proprietà per una varietà di applicazioni, con diversi livelli di successo. Le fibre create dal team di Cambridge sono “filate” da un materiale noto come idrogel, che è acqua al 98%. Il restante 2% di cui è composto l’idrogel è costituito da materiali disponibili in natura, come cellulosa e silice, tenuti insieme in una ragnatela da “manette” molecolari a forma di botte, chiamate “cucurbiturili”. Le interazioni chimiche tra i diversi componenti, dunque, permettono di estrarre queste fibre dal gel.

Le fibre estratte dall’idrogel formano filettature lunghe e molto sottili di pochi milionesimi di metro di diametro. In seguito, dopo circa 30 secondi, l’acqua evapora lasciando una fibra elastica e forte.

Le fibre possiedono la capacità di auto-assemblaggio a temperatura ambiente e sono legate tra loro da una chimica sovra-molecolare, che dipende da forze diverse e dai legami covalenti, dove gli atomi condividono elettroni.

La forza di questa fibra supera quella di altre fibre artificiali come, ad esempio,  la viscosa a base di cellulosa e sete sintetiche, nonché fibre naturali come peli animali.

Oltre alla resistenza, le fibre presentano anche una capacità di smorzamento delle vibrazioni molto elevata; sono in grado, quindi, di assorbire enormi quantità di energia. Ci sono pochissime fibre artificiali o naturali che possiedono questa capacità, una tra tutte, per l’appunto, è la seta del ragno. Non sono poche, infine, le polemiche ambientaliste sull’inquinamento causato dalla produzione delle fibre sintetiche, ma questa nuova fibra viene prodotta a temperatura ambiente, quindi impiegando poca energia. Inoltre, per la natura stessa dell’idrogel, il processo non richiede l’utilizzo di solventi tossici.

Il metodo sviluppato per creare questa nuova fibra può insegnare ai produttori tradizionali a migliorare i loro processi di produzione, rendendoli più sostenibili e allo stesso tempo meno pericolosi. Darshil Shah, ingegnere specializzato in Scienza e Tecnologia dei Materiali Naturali del Dipartimento di Architettura di Cambridge, ha commentato: “Questo metodo per formare le fibre potrebbe diventare un’alternativa sostenibile ai metodi di produzione attuali. È un progetto in cui credere e che lentamente avrà grandi riconoscimenti nel mondo della moda sostenibile, del design e della green architecture”.