Illustrazione di vermi reali (Pexels FOTO) - www.systemscue.it
Questa scoperta è straordinaria, e potrebbe rivoluzionare il mondo dei materiali sintetici. Queste strutture imitano i movimenti dei vermi.
Immagina di trovarci di fronte a una vera e propria rivoluzione nel mondo dei materiali! Gli scienziati dell’Università di Bristol hanno fatto un passo da gigante, sviluppando dei materiali sintetici che si muovono da soli, proprio come dei vermi. Sì, hai capito bene!
Questi materiali appartengono a una nuova categoria chiamata “materia attiv”a, che si distingue perché può auto-muoversi grazie a fonti di energia interne. È un po’ come se avessimo dato vita a qualcosa che prima era solo plastica o legno, rendendolo capace di agire autonomamente.
E non è tutto! Le applicazioni future di questa scoperta sono davvero affascinanti. Pensiamo, ad esempio, al rilascio controllato di farmaci o a materiali che si riparano da soli. Immagina un cerotto che si aggiusta quando si strappa! Ma come hanno fatto?
È stata una vera e propria collaborazione internazionale! I ricercatori di Bristol, insieme a colleghi di Parigi e Leiden, hanno messo in piedi un esperimento che ha dell’incredibile. Hanno utilizzato delle particelle speciali chiamate Janus colloids, che sono piccolissime, solo pochi micron di dimensione, e le hanno sospese in un liquido.
Per attivare il sistema, hanno applicato un forte campo elettrico, che ha fatto muovere queste particelle. E per osservare tutto questo, hanno usato una tecnica avanzata di microscopia 3D. È come avere una visione in prima persona di come si formano queste strutture!
I risultati sono stati sorprendenti! Rispetto a ricerche precedenti, i ricercatori hanno utilizzato particelle più piccole, circa un terzo delle dimensioni usuali. Questo ha permesso di ottenere un sistema completamente tridimensionale. Sotto l’effetto del campo elettrico, le particelle si aggregano in filamenti attivi che si muovono proprio come i vermi veri.
In base alla densità del campo elettrico, si hanno diverse formazioni: se la densità è bassa, si formano catene simili a vermi; se la densità è alta, invece, si creano strutture più complesse (come labirinti). Per capire meglio questi movimenti, gli scienziati hanno sviluppato un modello matematico che prevede come si muovono i “vermi sintetici” in base alla loro lunghezza. Le simulazioni numeriche hanno rivelato che, aumentando la forza del dipolo, si passa da strutture tridimensionali a stringhe auto-propellenti in due dimensioni. È un po’ come se avessimo scoperto un nuovo modo di vedere la materia!
Un aspetto interessante è l’effetto di persistenza: il comportamento delle stringhe è influenzato dal tempo di persistenza attiva, un fenomeno che non si osserva nella materia termica ordinaria. Le prospettive sono davvero entusiasmanti! Potremmo assistere alla creazione di dispositivi autonomi che si muovono senza bisogno di un intervento esterno. Immagina un materiale che si sposta da solo per cercare di ripararsi o per somministrare farmaci in modo mirato. Questo è il concetto di swarm intelligence, dove sciami di particelle potrebbero lavorare insieme per raggiungere obiettivi specifici. Inoltre, c’è il potenziale sviluppo di materiali auto-riparanti, capaci di rigenerarsi senza bisogno di aiuto esterno.