Un team di ricerca sviluppa nuovo materiale sintetico che sembra vivo

Sviluppata una nuova famiglia di materiale sintetico che sembra vivo: definito “materiale robotico soffice”, è in grado di imitare i muscoli e può avere utilità nella costruzione di robot o nella realizzazione di farmaci.

Nell’ultimo numero della rivista Nature materials, i ricercatori della Northwestern University hanno presentato un nuovo articolo che descrive lo sviluppo di una famiglia di materiali sintetici soffici, che imitano le creature viventi e in particolare i muscoli. Stimolati dalla luce, questi particolari materiali possono piegarsi, ruotare e persino camminare sulle superfici.

Si tratta, in buona sostanza, di materiali che possono avere un vasto applicativo nel settore medico e della bioingegneria, trovando utilità nello sviluppo di un nuova generazione di robot soffici fino anche alla realizzazione di farmaci avanzati.

Una nuova famiglia di “materiale robotico soffice”

Come viene riportato dell’Abstract dello studio, lo sviluppo di strutture sintetiche che imitano l’attuazione meccanica nella materia vivente, come la traduzione autonoma e i cambiamenti di forma, rimane una grande sfida per la scienza dei materiali. Nei sistemi viventi l’integrazione tra strutture supramolecolari e polimeri covalenti contribuisce, tra le altre cose, al comportamento reattivo di membrane, di muscoli e di tendini.

In questo senso, il “materiale robotico soffice” – così chiamato dai ricercatori che l’hanno sviluppato – riesce a muoversi senza bisogno di un hardware, materiale idraulico ed elettrico particolamente complicato. Costituito da componenti morbidi ibridi sensibili alla luce e da polimeri supramolecolari, si tratta di un materiale sottile come una pellicola, formato da gruppi di nano-molecole che drenano fuori le molecole d’acqua, collegate a reti di polimeri che rispondono alla luce blu.

Quando la luce colpisce il materiale, infatti, questo è in grado di buttare fuori l’acqua, di contrarsi e di diventare a modo suo “vivente“. Quando la luce si spegne, invece, l’acqua rientra all’interno del materiale, che si espande e torna allo stato precedente. Un funzionamento, questo, che ricorda molto quello dei muscoli.

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Secondo quanto viene spiegato da Samuel I. Stupp, il ricercatore coordinatore dello studio in questione, “dai sistemi biologici abbiamo imparato che la magia dei muscoli è basata sulla connessione tra gruppi di piccole proteine e polimeri di proteine giganti che si espandono e contraggono. I muscoli lo fanno usando un ‘carburante’ chimico, invece della luce, per generare energia meccanica”.

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In effetti, il materiale realizzato dal team della Northwestern University può muoversi a seconda della direzione in cui si trova la luce. Data la possibilità di fargli assumere diverse forme, questa nuova famiglia di materiali potrebbe risultare molto utile se impiegata in settori quali la pulizia ambientale o la neurochirurgia.