Creata una “pelle intelligente” che cambia colore come quella del camaleonte: la natura ispira i materiali del futuro

Da secoli, la natura ispira artisti, poeti ed inventori e ora l’uomo si è rivolto alla natura per aiutare il genere umano a trovare nuovi materiali sostenibili. I ricercatori della Emory University in Georgia hanno svelato una “pelle intelligente”, che imita la capacità del camaleonte di cambiare colore. La pellicola artificiale può essere indossata dall’uomo. “A seconda di quanto faccia caldo o freddo, si potrebbe cambiare il colore o l’aspetto dei propri vestiti o della propria pelle. L’abbiamo volutamente progettata in modo che corrisponda alle proprietà meccaniche della pelle umana”, ha detto Khalid Salaita, professore della Emory che ha contribuito a sviluppare il materiale.

I ricercatori hanno utilizzato un idrogel, una sostanza simile alla plastica che Salaita sostiene sia simile ad una gelatina, per creare un film polimerico e hanno riempito la sua superficie con cristalli di ossido di ferro. “Poiché i cristalli sono fatti di ossido di ferro, assorbono la luce solare molto bene. Quando si prende questa pelle e la si espone alla luce solare, cambierà colore. Succede entro pochi minuti. È completamente reversibile. L’abbiamo testata centinaia di volte”, ha aggiunto Salaita. Il processo replica il meccanismo di come i camaleonti cambiano colore. Il rettile contrae e rilassa i suoi muscoli per cambiare la forma dei cristalli nel suo corpo. Poiché questi riflettono la luce in maniera diversa a seconda della loro forma, il movimento permette alla creature di mescolarsi nel suo ambiente. I ricercatori hanno riprodotto queste contrazioni fisiche utilizzando un polimero che si distende in risposta alla luce.

I materiali che cambiano colore hanno molti utilizzi, come la mimetizzazione militare. Salaita sostiene che la pelle intelligente potrebbe essere utilizzata anche come rivestimento per gli edifici nei Paesi caldi. Se il sole splende sulla superficie, la pelle cambierebbe colore per riflettere la luce e “ridurre il carico termico”. L’anticontraffazione è un altro possibile utilizzo. Il materiale potrebbe essere integrato in oggetti comunemente falsificati, come le banconote: sotto la luce, una banconota vera cambierebbe colore. Salaita afferma che questa sicurezza extra sarebbe difficile da replicare perché il materiale è difficile da produrre.

Nonostante i progressi, i ricercatori della pelle intelligente hanno ancora tanta strada da fare prima di capire tutti i segreti del camaleonte. I rettili utilizzano segnali neurali per cambiare colore, mentre la pelle creata in laboratorio cambierà sfumatura solo a seconda della luce. “Non c’è la componente dell’elaborazione del segnale nella pelle intelligente”, ha detto Salaita.

All’università di Cambridge, invece, i ragni hanno ispirato gli scienziati nell’industria dei materiali che vogliono sfruttare le proprietà della ragnatela per sviluppare prodotti che vanno dai vestiti sostenibili ai giubbotti antiproiettile. Darshil Shah, ricercatore del Centre for Natural Material Innovation dell’università di Cambridge, sostiene che le qualità della seta di ragno catturano i ricercatori. La seta di ragno creata in laboratorio è filata da una versione densa dell’idrogel, la sostanza utilizzata per la pelle artificiale. Questo gel è acqua al 98% e silice al 2% e l’interazione chimica e della cellulosa produce fibre lunghe e sottili.

Anche se gli scienziati hanno replicato la seta, non sono ancora riusciti a raggiungere la combinazione di forza e resistenza. “Siamo ancora lontani dal raggiungere le affascinanti proprietà delle sete di ragno”, ammette Shah. Se e quando queste proprietà saranno raggiunte, il materiale potrebbe avere innumerevoli utilizzi nell’industria medica e della difesa. Giubbotti antiproiettile, paracadute e impianti artificiali sono tutte applicazioni della seta di ragno che sono state ampiamente esplorate.

Gli scienziati stanno lavorando su altri materiali ispirati dalla natura, come una plastica ecologica realizzata dalle olive, in grado di decomporsi. Gli scienziati sperano che i materiali che in fase di sviluppo oggi possano essere integrati entro il 2050 e che possano aiutarci a cambiare il modo in cui realizziamo molte cose, dai vestiti agli edifici.