Nuovi materiali facili da produrre, con potenziali applicazioni dalla stampa 3D alla robotica morbida.
Flessibili ed elastici come gel ma robusti contro le rotture: sono i gel vetrosi, innovativi materiali facili da creare che potrebbero essere utilizzati per molteplici applicazioni, dalla stampa 3D alla robotica morbida. La ‘formula’ per produrli è stata pubblicata sulla rivista Nature da un team di ricerca statunitense guidato dalla North Carolina State University. Lo studio consente di superare la chiara distinzione tra gel e polimeri vetrosi, storicamente considerati come categorie di materiali differenti e ben separate. I polimeri vetrosi, utilizzati per produrre oggetti come bottiglie o finestrini per aerei, sono generalmente duri, rigidi e spesso fragili. I gel, come quelli impiegati per produrre le lenti a contatto, contengono liquidi e sono morbidi ed elastici.
Per combinare le caratteristiche utili degli uni e degli altri, i ricercatori hanno ideato nuovi materiali ibridi, i gel vetrosi, che “sono duri come i polimeri vetrosi, ma, se viene applicata una forza sufficiente, possono allungarsi fino a cinque volte la loro lunghezza originale, invece di rompersi“, spiega il coordinatore dello studio Michael Dickey, professore di ingegneria chimica e biomolecolare alla North Carolina State University. “Una volta che il materiale è stato allungato, è possibile riportarlo alla sua forma originale applicando calore. Inoltre, la superficie dei gel vetrosi è altamente adesiva, caratteristica insolita per i materiali duri”.
“Un aspetto fondamentale che distingue i gel vetrosi è che sono composti per oltre il 50% da liquidi, il che li rende conduttori di elettricità più efficienti rispetto alle comuni plastiche che hanno proprietà fisiche simili“, afferma il primo autore dello studio, Meixiang Wang. “Considerando il numero di proprietà uniche che possiedono, siamo ottimisti sul fatto che questi materiali saranno utili”, afferma Wang. Per realizzarli, i ricercatori hanno utilizzato il materiale liquido con cui vengono prodotti i polimeri vetrosi e lo hanno miscelato con un liquido ionico, cioè un solvente composto interamente da atomi o gruppi di atomi con carica elettrica. Il solvente separa le catene molecolari che formano il polimero e allo stesso tempo le immobilizza, rendendo il materiale elastico come un gel ma resistente alla rottura. Il preparato ottenuto viene poi versato in uno stampo ed esposto alla luce ultravioletta, che polimerizza il materiale formando il gel vetroso.
