Creato un nuovo materiale elettronico: quando cade o viene colpito non si rompe, ma diventa ancora più forte
Immagina di veder cadere il tuo cellulare e non doverti preoccupare che si rompa: un nuovo materiale potrebbe renderlo possibile grazie a una curiosa e sorprendente capacità. Scopriamo di più.
Nuovo materiale a durabilità adattiva
American Chemical Society Meeting Newsroom/Youtube screenshot
Nessun vorrebbe vedere il proprio cellulare o dispositivo elettronico danneggiarsi inavvertitamente, eppure potrebbe succedere. Tuttavia, una svolta nel campo delle scienze dei materiali potrebbe fornire una soluzione inaspettata. I ricercatori dell'University of California Merced, USA, hanno infatti creato un materiale inedito, flessibile e morbido, che ha una capacità incredibile: quella di diventare più resistente quando viene "minacciato".
In che modo? Il materiale in questione è dotato di "durabilità adattiva", ovvero la capacità di diventare più forte e resistente in caso di urti o cadute. Il fatto di condurre elettricità, inoltre, lo rende perfetto per i futuri dispositivi o sensori all'avanguardia, specialmente per quelli medici indossabili e più a rischio di "incidenti". La ricerca è stata presentata all'incontro primaverile dell'ACS, American Chemical Society.
Il nuovo materiale è ispirato all'amido di mais
Kalaya/Wikimedia commons - CC BY-SA 3.0
Ma come è stato creato questo nuovo materiale dal potere adattivo? Ispirandosi a un ingrediente piuttosto semplice e comune: l'amido di mais. Yue Jessica Wang, autrice principale del progetto e scienziata dei materiali, ha spiegato: "Quando mescolo lentamente l'amido di mais e l'acqua, il cucchiaio si muove facilmente. Ma se sollevo il cucchiaio e poi infilzo il composto, il cucchiaio non rientra. È come infilzare una superficie dura."
L'impasto da cucina che, tipicamente, viene utilizzato per rendere salse e alcuni piatti più densi, presenta proprio la caratteristica della durabilità adattiva: può quindi essere sia morbido che resistente in base a come viene maneggiato. Perché non replicare questa sua dote? Sull'onda di questa domanda, i ricercatori hanno dato vita al nuovo materiale conduttivo per dispositivi elettronici di prossima generazione. La maggior parte dei materiali che conducono elettricità, come i metalli, sono infatti troppo rigidi o fragili. Ciò che serve è qualcosa di più flessibile e resistente, in grado di reagire agli urti violenti senza rompersi.
Le future applicazioni del nuovo materiale
Yue Wang
Utilizzando polimeri coniugati, ovvero lunghe molecole somiglianti a degli spaghetti conduttivi, i ricercatori hanno sperimentato metodi per creare il nuovo materiale. Molti dei polimeri flessibili, però, finiscono per rompersi dopo diversi impatti, così il team ha dovuto trovare la combinazione adatta per imitare le particelle di amido di mais nell'acqua. Dopo vari test, ha ottenuto un materiale composto da quattro polimeri (due positivi e due negativi) che, in seguito a impatti sempre più forti, si deformava o allungava diventando più elastico e resistente. L'aggiunta del 10% di un polimero conduttivo trasparente ha aumentato sia la conduttività che la durabilità adattiva.
"Poiché le molecole caricate positivamente non amano l'acqua, si aggregano in microstrutture simili a polpette" ha spiegato Wu, ricercatore nel laboratorio di Wang. Queste "polpette", probabilmente, si appiattiscono quando vengono colpite e assorbono l'energia dell'urto, senza però separarsi del tutto. "L'aggiunta di molecole caricate positivamente al nostro materiale lo ha reso ancora più resistente."
Le future applicazioni potrebbero permettere la realizzazione di dispositivi biosensori abbastanza flessibili per il movimento umano, ma sufficientemente resistenti in caso di cadute o traumi accidentali. “Esistono numerose potenziali applicazioni e siamo entusiasti di vedere dove ci porterà questa nuova proprietà non convenzionale.”
