Le zampe dei coleotteri ispirano la formulazione di materiale adesivo secco

Ricercatori tedeschi hanno tratto ispirazione dalla natura per creare un materiale adesivo secco che si attacca alla più liscia delle superfici.

Per molto tempo ci si è stupiti dell'abi

Ricercatori tedeschi hanno tratto ispirazione dalla natura per creare un materiale adesivo secco che si attacca alla più liscia delle superfici.

Per molto tempo ci si è stupiti dell'abilità di creature come gli insetti e talune lucertole di arrampicarsi sui muri e di camminare persino sui soffitti senza cadere. Di recente, la ricerca ha dimostrato che questi animali devono la loro «adesività» alla presenza, sulle loro zampe, di peli finissimi che ottimizzano il contatto con la superficie. Non pochi si sono cimentati per cercare di riprodurre questi sistemi, ma fino ad ora i materiali sintetici ricavati hanno avuto un ciclo di vita limitato e non erano, indubbiamente, così adesivi come le versioni naturali.

Adesso, alcuni ricercatori dell'Istituto Max Planck per la ricerca sui metalli e della Gottlieb Binder, società specializzata in sistemi di fissaggio, hanno prodotto con successo un materiale adesivo la cui microstruttura si basa sulla parte inferiore delle zampe di insetti. I loro risultati sono riportati nell'edizione online anticipata del «Journal of the Royal Society Interface».

In questo caso, gli insetti erano coleotteri della famiglia Chrysomelidae, noti per essere esperti nell'arte di attaccarsi a superfici molto lisce.

I «peli» del nuovo materiale sembrano minuscoli funghi; un cappello sottile di 40 micrometri di diametro sopra un supporto di 100 micrometri di altezza che ha una base solida, ma un gambo stretto.

I «funghi» sono posizionati esagonalmente sulla superficie del materiale.

Il materiale è stato realizzato versando una miscela di polimero in uno stampo e aspettandone il deposito prima di rimuovere con attenzione il materiale dallo stampo. Secondo quanto dichiarato dai ricercatori, la creazione dello stampo, con la sua microstruttura delicata, è stata incredibilmente impegnativa e i dettagli del processo sono un segreto gelosamente custodito. Anche la creazione della miscela di polimero è stata difficile; le miscele troppo liquide fuoriuscivano dallo stampo, mentre quelle troppo viscose non erano in grado di penetrare nella microstruttura fine.

Da una serie di test è emerso che cinque centimetri quadrati del materiale in questione sono in grado di incollare oggetti del peso di 100 grammi su un muro liscio. Il materiale può essere usato diverse volte senza perdere l'adesività e se si sporca, basta lavarlo con acqua saponata per ripristinarne le qualità adesive. Inoltre, quando viene rimosso da una superficie, non lascia segni visibili.

Il materiale non è adatto su superfici più ruvide, il che non sorprende i ricercatori. «Anche gli insetti hanno difficoltà a camminare su superfici leggermente ruvide», ha spiegato il responsabile di progetto Stanislav Gorb della Max Planck Society. «È un problema fondamentale del meccanismo di adesione».

I ricercatori imputano il successo del loro sistema ad una serie di fattori. Il cappello sottile in cima al «fungo» è sufficientemente flessibile da formare un contatto affidabile con la superficie, anche in presenza di piccole particelle di sporcizia. Nel frattempo, le particelle più grandi sono in grado di scivolare nello spazio fra i supporti dove non incidono sull'abilità dei cappelli di aderire alla superficie. Anche il gambo sottile del supporto offre flessibilità rispetto a superfici irregolari. Infine, i supporti rotti non alterano l'efficacia di quelli vicini.

Gli scienziati descrivono il loro lavoro come «un considerevole passo avanti verso lo sviluppo di un adesivo secco industriale.» Il nuovo materiale potrebbe essere usato in un nastro protettivo per superfici di vetro sensibili, o in tamponi riutilizzabili per applicare piccoli oggetti su superfici lisce. È già stato applicato ai piedi di un robot 120 che è stato quindi in grado di camminare su una parete verticale di vetro.

I ricercatori prevedono adesso di migliorare l'«adesività» del loro materiale perfezionandone la struttura.

Fonte: (26/10/2006)
Pubblicato in Ecologia e Ambiente
Tag: adesivo

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