Recenti ricerche mostrano che particolari materiali di nuova generazione possono svolgere semplici “compiti” se posti in determinate condizioni. Nuove materie plastiche sono state fatte camminare utilizzando semplici impulsi luminosi, com’è stato possibile?
Degli scienziati finlandesi “hanno insegnato” ad una striscia di plastica a muoversi, in risposta all’esposizione a diversi tipi di luce. I loro studi sono stati ispirati dai famosi esperimenti di Ivan Pavlov sui cani, con l’aggiunta di una considerevole sfumatura dei confini tra il mondo biologico e quello fisico. Tuttavia non preoccupatevi più di tanto, anche perché le materie plastiche hanno già conquistando il mondo, anche se non allo stesso livello di alcuni robot nei film distopici.
Il dott. Arri Priimägi dell’Università di Tampere, specializzato in materie plastiche, sta lavorando su materiali decisamente più sofisticati, rispetto a quelli usati nelle bottiglie delle semplici bibite. Questi nuovi materiali sono realizzati con reti polimeriche a cristalli liquidi termo-sensibili, rivestiti con coloranti speciali e possono trasformare l’energia in movimento. Inizialmente la plastica rispondeva solo al calore, ma non ad altre forme di energia. Priimägi ed i suoi colleghi hanno riportato sulla rivista Matter di aver seguito le orme di Pavlov. In breve hanno “condizionato” i pezzi di questa particolare plastica, facendo sì che rispondessero anche alla luce e non solo al calore.
Materie plastiche: condizionabili come gli animali?
Laddove Pavlov insegnava ai suoi cani ad associare il suono delle campanelle al cibo, al punto da salivare al semplice suono, Priimägi esponeva le strisce di plastica al calore e alla luce, dopodiché la sola luce era sufficiente a generare la stessa risposta del calore. Le strisce condizionate si accartocciavano quando venivano esposte alla luce e si distendevano al buio. Modellando opportunamente la plastica, questo arricciarsi e rilassarsi, poteva essere convertito in movimento in avanti, anziché restare semplicemente sul posto.
Gli autori si riferiscono a questo come “camminare”, ma sembra più un gattonare. Le velocità raggiunta è stata di circa 1 millimetro al secondo, quindi non dobbiamo preoccuparci che questi materiali ci superino in velocità. Potrebbero invece essere impiegati in numerosi altri compiti. Il lavoro è iniziato quando il co-autore del progetto, il professor Olli Ikkala dell’Università di Aalto, ha meditato sulla possibilità di “apprendimento” dei materiali. Sappiamo che i computer possono farlo, ma si può dire lo stesso di qualcosa di molto più semplice? In uno studio precedente, lo stesso team ha dimostrato che la risposta era sì, condizionando un gel per sciogliersi in seguito all’esposizione alla luce.
In un nuovo progetto, hanno impiegato un materiale la cui flessibilità cambia a seconda del posizionamento relativo delle molecole interne. Il dott. Ikkala ha dichiarato:
Affinché il materiale possa “imparare”, deve possedere una memoria (di forma). Quando il materiale viene riscaldato, il colorante inizialmente diffuso sulla superficie del polimero a cristalli liquidi penetra all’interno, formando così questa memoria.
Possibili applicazioni
Gli autori hanno persino insegnato alla plastica ad afferrare oggetti e hanno in programma di associare diverse risposte a specifici colori della luce, sfruttando il fatto che alcuni coloranti rispondono a specifiche bande di lunghezze d’onda. Potenzialmente ciò potrebbe consentire la creazione di robot eccezionalmente leggeri che non necessitano di trasportare un alimentatore (che può essere molto ingombrante) e che vengono invece controllati a distanza mediante impulsi luminosi. Diversi critici hanno evidenziato che l’analogia con il cane di Pavlov, indicata dal dott. Priimägi, sia esagerata. Anche vista la semplicità del sistema rispetto a ciò che avviene nel mondo biologico. Tuttavia, riconoscono il lavoro fatto per le innumerevoli possibilità nelle applicazioni future.
Voi che ne pensate di questi strani materiali a memoria di forma? Pensate che possano essere utilizzati in qualche campo specifico? Fateci sapere la vostra opinione con un commento e continuate a tenere d’occhio la nostra sezione di scienze.
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