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Un gruppo di ricercatori cinesi ha sviluppato un idrogel intelligente capace di cambiare forma lentamente, adattandosi a ciò che lo circonda in un modo che ricorda da vicino il comportamento dei tessuti del nostro organismo. Si tratta di un materiale quasi vivente, pensato per evolvere nel tempo e non per reagire in un lampo. A rendere il progetto ancora più interessante c’è un dettaglio non da poco, perché per mettere in moto l’intero processo basta un unico impulso luminoso.
L’idea di partenza è semplice da raccontare, molto meno da realizzare. Il corpo umano modifica di continuo la propria struttura, lo fa quando cresce e lo fa quando deve riparare una ferita. Sono trasformazioni graduali, che procedono passo dopo passo e che si adattano alle condizioni esterne. Riprodurre qualcosa di simile in laboratorio, con un materiale artificiale, significa avvicinarsi a un modo di funzionare tipico della biologia più che dell’ingegneria tradizionale.
Il problema dei materiali troppo veloci
I materiali intelligenti esistono già da tempo e non rappresentano di per sé una novità. Quelli sviluppati finora, però, hanno una caratteristica precisa: tendono a rispondere agli stimoli esterni in modo molto rapido. Cambiano la propria struttura in pochi secondi, in alcuni casi addirittura in millisecondi. Una velocità che può tornare utile in tante situazioni ma che li allontana parecchio da ciò che accade in natura.
Gli organismi viventi infatti si muovono anche su tempi molto più lunghi. Basta pensare allo sviluppo di un embrione, che non avviene certo da un momento all’altro, oppure alla rigenerazione di un tessuto danneggiato. Sono processi che richiedono giorni, a volte settimane intere, e che seguono un ritmo lento e progressivo. Proprio questa lentezza era l’aspetto che mancava ai materiali reattivi conosciuti fino a oggi, ed è da qui che sono partiti gli scienziati.
Come nasce STERS e cosa sa fare
Per imitare questo comportamento un team degli Shenzhen Institutes of Advanced Technology dell’Accademia cinese delle scienze ha messo a punto un sistema chiamato STERS, sigla che sta per Spatiotemporally Evolving Reactive Species. Il nome è piuttosto tecnico ma il concetto alla base si lascia afferrare facilmente: si tratta di una soluzione che consente al materiale di evolvere sia nello spazio sia nel tempo, senza esaurire la propria trasformazione nel giro di pochi istanti.
Il protagonista di tutto è un idrogel, cioè un materiale formato da una rete di polimeri particolarmente ricca d’acqua. Grazie a STERS questa struttura non si limita a reagire e fermarsi, ma continua a modificarsi in maniera progressiva. La trasformazione dell’idrogel può andare avanti fino a quattro settimane, un arco di tempo lunghissimo se confrontato con i secondi o i millisecondi dei materiali intelligenti tradizionali e molto più vicino ai tempi dei processi biologici.
Il punto di partenza resta quel singolo impulso di luce, sufficiente ad avviare un cambiamento che poi prosegue da solo per giorni e giorni. Ed è proprio questa combinazione tra uno stimolo iniziale minimo e una trasformazione prolungata a rendere il lavoro dei ricercatori cinesi così vicino al modo in cui crescono e guariscono i tessuti viventi, con un materiale che riesce a cambiare forma in modo graduale per un periodo che arriva fino a un mese.
Fonte: TecnoAndroid