Da un comune mollusco il materiale più resistente

Pubblicati sulla rivista “Interface” della Royal Society i risultati di una ricerca condotta da Nicola Pugno dell’Università di Trento

In natura il materiale in assoluto più resistente si pensava che fosse la seta del ragno. È​ stato appena scoperto invece che esiste un materiale naturale ancora più resistente: è quello che compone i dentelli delle patelle (Patella vulgata), un comune mollusco. Il piccolo gasteropode usa i dentelli per raschiare dalle rocce le alghe di cui si nutre, dentelli che sono formati in gran parte da nanofibre di goethite, un idrossido di ferro, che ha una resistenza alla trazione del 50 per cento circa superiore alla seta del ragno. Questo materiale naturale offre prestazioni paragonabili alle più sofisticate fibre di carbonio finora realizzate e potrà ispirare la progettazione di nuovi materiali compositi ultraresistenti.

Un risultato importante, raggiunto nell’ambito dell’attività di ricerca svolta da Nicola Pugno direttore del Laboratory of Bio-Inspired and Graphene Nanomechanics del Dipartimento di Ingegneria civile, ambientale e meccanica dell’Università di Trento, in collaborazione con i colleghi della University of Portsmouth (UK) e della Queen Mary University of London (UK).

La scoperta è stata resa nota da un articolo pubblicato il 18 febbraio 2015 sulla rivista “Interface” della Royal Society: “Extreme strength observed in limpet teeth” di Asa H. Barber, Dun Lu, Nicola M. Pugno. A sottolinearne l’importanza a livello scientifico, la notizia è stata già ripresa da: Science, The New Scientist, Discovery News, National Geographic, The Science Times, Composite World and The Independent, BBC, CNN, The Guardian,The Washington Post, The Telegraph, Sky News, etc. oltre che dalle italiane il Corriere della Sera, Wired, Le Scienze, etc.

Nel corso della ricerca, per misurare la resistenza del materiale sono stati prelevati dai dentelli, lunghi circa 100 micrometri, minuscoli campioni di circa 10 micrometri di lunghezza e con uno spessore di 1 micrometro, ovvero di dimensioni 100 volte inferiore a quello di un capello di un essere umano. Questi campioni sono stati successivamente sottoposti a trazione attraverso una sorta di dinamometro azionato da un microscopio a forza atomica.

Il materiale che compone i dentelli è risultato avere una resistenza eccezionale: la capacità di sopportare lo stress di trazione senza rompersi è stata misurata dai ricercatori in 4,9 gigapascal (con valori massimi di 6,5 gigapascal), un valore cinque volte superiore a quello del bambù e dieci volte superiore a quello dei denti umani.

Le prospettive che questa nuova scoperta apre all’innovazione sono estremamente interessanti e suggeriscono strategie di progettazione di analoghi materiali artificiali.

“E’ chiaro che la resistenza osservata è anche funzione della piccola scala a cui gli esperimenti fanno riferimento. Anche questo primato verrà prima o poi superato da un materiale naturale che risulterà più resistente alla specifica scala di osservazione: è l’equivalente di osservare particelle ‘più’ fondamentali in fisica; le stesse nanofibre componenti i denti della patelle sono in quest’ottica il primo candidato”, aggiunge Pugno.


Tratto da UnitrentoMag, l’informazione dell’Università di Trento

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