Un team di chimici ed ingegneri ha creato il primo materiale sintetico che è sia sensibile al tocco che capace di guarirsi e rigenerarsi rapidamente, anche ripetutamente e a temperatura ambiente. Questo grandissimo passo avanti potrebbe portare a protesi molto più efficaci per persone con disabilità fisiche ma anche a componenti elettronici più resistenti che si rigenerano! Un ulteriore uso potrebbe riguardare l'esplorazione spaziale per la progettazione di nuovi strumenti e costumi per gli astronauti.

Nessuno conosce le proprietà della pelle umana bene quanto questi ricercatori che da anni stanno cercando in tutti i modi di emularla. Non solo la nostra pelle è incredibilmente sensibile, spedendo tantissime informazioni al nostro cervello sia riguardo alla pressione che la temperatura e la struttura di un oggetto, ma guarisce anche in maniera molto efficiente, riuscendo a preservare una barriera protettiva che ci protegge dal mondo esterno. Combinando queste due caratteristiche in un solo nuovo materiale sintetico, il team di chimici ed ingegneri guidati dalla Professoressa Zhenan Bao ha lasciato tutti senza parole!

Sono infatti riusciti a creare il primo materiale che può sia reagire a sottili variazioni nella pressione che guarirsi se tagliato o rovinato o consumato. I loro risultati saranno pubblicati l'11 Novembre sul giornale Nature Nanotechnology. "Nell'ultimo decennio, ci sono stati grandissimi progressi verso la creazione di una pelle sintetica", spiega Bao, "ma anche i migliori materiali auto-rigeneranti avevano dei grossi limiti e problemi. Alcuni dovevano essere esposti a temperature altissime per esempio, e questo li rendeva impraticabili per un uso giornaliero. Altri potevano guarire a temperatura ambiente ma riparandosi cambiavano le loro proprietà meccaniche e chimiche, quindi potevano soltanto ripararsi una volta. Per di più, nessuno di questo materiali era un buon conduttore di elettricità."
"Per interfacciare questo tipo di materiale con il mondo digitale, idealmente serve che sia conduttivo" spiega Benjamin Chee-Keong Tee, autore principale della ricerca.

I ricercatori hanno avuto successo nel combinare due ingredienti particolari per ottenere quello che Bao ha definito "il meglio di entrambi i mondi", cioè sia l'abilità di rigenerarsi del polimero plastico sia la conduttività di un metallo. Hanno iniziato con un plastico fatto di lunghissime catene di molecole legate tra di loro da legami di idrogeno; l'attrazione relativamente debole tra la regione carica positivamente di un atomo e la regione carica negativamente di quello accanto, teneva insieme tutto quanto.
"Questi legami dinamici hanno permesso al materiale di rigenerarsi" ha speigato Chao Wang, co-autore della ricerca. Le molecole si possono facilmente spezzare ma quando si riconnettono,si riorganizzano nella vecchia struttura che il materiale aveva prima di essere danneggiato. Il risultato è un materiale flessibile che anche a temperatura ambiente mantiene le sue proprietà

A questo polimero, i ricercatori hanno poi aggiunto delle piccolissime particelle di nichel, che hanno aumentato la resistenza e forza meccanica del materiale. La superficie delle particelle di nichel, sulla nano-scala, è ruvida, e questo si è dimostrato di fondamentale importanza per riuscire a rendere il materiale conduttivo. Tee ha comparato queste strutture sulla superficie a delle mini-macete. Ognuna concentra su di se un campo elettrico e questo rende più facile il flusso della corrente da una particella all'altra.
Il risultato è un polimero con caratteristiche del tutto nuove. "La maggior parte delle plastiche sono degli ottimi isolanti, ma questo è un eccellente conduttore." ha spiegato Bao.

Il passo successivo è stato vedere quanto il materiale resiste bene allo stress meccanico e quanto conduce bene l'elettricità dopo che viene danneggiato. I ricercatori hanno preso una striscia sottile di materiale e l'hanno tagliata a metà con uno scalpello. Dopo aver avvicinato gentilmente i due pezzi per un po' di secondi, hanno scoperto che il materiale aveva recuperato il 75% della sua forze e conduttività elettrica originale. Il materiale si è rigenerato al 100% in circa 30 minuti. "Persino la pelle umana impiega giorni per guarire. Quindi penso che sia piuttosto intrigante." ha spiegato Tee.

Inoltre, lo stesso campione poteva essere ripetutamente tagliato nello stesso luogo. Dopo 50 tagli e riparazioni, il campione poteva essere piegato ed allungato come l'originale.

La natura composita di questo materiale ha creato diverse nuove grandi sfide ingegneristiche per il team. Bao ed i suoi co-autori hanno scoperto per esempio che, anche se il nichel è stato un materiale chiave per rendere il materiale forte e conduttivo, danneggiava per alcuni aspetti i processi di rigenerazione, prevenendo che i legami di idrogeno legassero nuovamente come prima.

Per le future generazioni di questo materiale, Bao ed il proprio team sperano di aggiustare la grandezza e forma delle nanoparticelle e persino le stesse proprietà chimiche del polimero, per riuscire a risolvere questo problema secondario.

Al di là di questo, Wang ha dichiarato che la portata delle attuali proprietà di rigenerazione sono davvero sorprendenti. "Prima del nostro lavoro, era molto difficile immaginare questo tipo di materiale flessibile, conduttivo e rigenerante."

I ricercatori hanno anche esplorato come il materiale funziona da sensore. Per gli elettroni della corrente elettrica, cercare di passare attraverso questo materiale è un po' come cercare di passare un fiume saltando da una pietra all'altra. Le pietre in questa analogia sono le particelle di nichel e la distanza che le separa determina quanta energia un elettrone dovrà avere per liberarsi da una pietra e muoversi all'altra.

Torcere e agire con una pressione esterna sulla pelle sintetica cambia la distanza tra le particelle di nichel e quindi, la facilità con cui gli elettroni possono passare. Questi sottili cambiamenti nella resistenza elettrica possono essere tradotti in informazione circa la pressione e la tensione sulla pelle.

Tee dichiara che il materiale è abbastanza sensibile da rilevare anche la pressione di una stretta di mano. Potrebbe quindi essere ideale per l'uso delle protesi future. Il materiale è sensibile non solo alla pressione verso il basso ma anche alla flessione, quindi un braccio prostetico potrebbe un giorno anche capire e tradurre in sensazioni fisiche quanto questo è piegato.

Tee ha fatto notare che ci sono molteplici possibili usi sul mercato. Gli dispositivi elettrici e/o fili ricoperti di questo materiale potrebbero ripararsi e continuare a trasmettere corrente senza costi enormi per la riparazione, specialmente se si tratta di pezzi molto difficili da sostituire come fili all'interno delle mura, dei veicoli, o chissà, anche di sonde spaziali o la stazione spaziale internazionale.

Il prossimo passo sarà rendere il materiale anche allungabile e trasparente così che possa essere adatto per coprire dispositivi elettrici o anche schermi.

http://engineering.stanford.edu/news/to ... als-itself

link2universe

ahi ahi ahi ahi....iniziamo....!!!! autorigenerante oggi....
consapevole di esistere domani....

brrrrrrrrrrr... meno male che non ci saro'...( credo)

un copione gia' visto?

perché, temi che ti dia la caccia qualche "lavoretto in pelle?"

...hehehe...piu' che la caccia...mi immagino chip biologici....che lavorano mooolto piu' rapidamente...e da li si sa....l'autocoscienza....eppoi?